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隐含条件是指题目中隐而不显、含而未露的固有条件,它通常巧妙地隐藏在题设的背后。学生常因未能挖掘题设中的隐含条件,使求解陷入困境,或是得出错误的结论。我们在解题时若能揭开其表层面纱,深入挖掘所隐含的信息,并予以充分利用,方可得出正确结果。下面笔者结合实例谈谈三角问题中的隐含条件的挖掘。
一、从已知条件入手,挖掘隐含条件
(一)已知条件使用须周全
例1.已知?琢、?茁∈[-■,■]且?琢+?茁
A.(-∞,-2)∪(1,+∞) B.(-2,1)
C.(1,■] D.(0,■]
错解:由条件知?琢、-?茁∈[-■,■]且?琢
剖析:错解虽然利用了条件?琢+?茁
(二)关注三角函数的有界性
例2.已知3sin2?琢+2sin2?茁=2sin?琢,求y=sin2?琢+sin2?茁的最大值、最小值。
错解:由已知得sin2?茁=sin?琢-■sin2?琢,y=sin2?琢+sin2?茁=-■(sin?琢-1)2+■
当sin?琢=1时,ymax=■;当sin?琢=-1时,ymax=-■。
剖析:实际上,已知条件sin2?茁=sin?琢-■sin2?琢中sin?茁的有界性sin2?茁∈[0,1]隐含了sin?琢的范围这一条件。由0≤sin?琢-■sin2?琢≤1?圯sin?琢∈[0,■],故当sin?琢=■时,ymax=■;当sin?琢=0时,ymin=0。
(三)注意已知式中的约束关系
例3.若?琢、?茁、?酌均为锐角,且sin?琢+sin?酌=sin?茁,cos?茁+cos?酌=cos?琢,则?琢-?茁等于( )
A.■ B.-■ C.±■ D.■或■
错解:由条件有sin?琢-sin?茁=-sin?酌,cos?琢-cos?茁=cos?酌,两式平方相加得cos(?琢-?茁)=■,?琢、?茁均为锐角,-■
剖析:错误在于只注意到“α、β都是锐角”,而忽视了“?酌为锐角且式子sinα-sinβ=-sin?酌
二、从解题过程入手,发现隐含条件
(一)关注求解过程,捕捉隐含信息
例4.已知tan?琢、tan?茁是方程x2+3■+4=0的两个实根,且-■
错解:由题意知tan?琢+tan?茁=-3■,tan?琢tan?茁=4,tan(?琢+?茁)=■=■=■,又-■
剖析:在求解过程中未能深入挖掘“tan?琢+tan?茁=-3■0”中隐含的信息。实际上,由上式可知tan?琢
(二)关注化简过程,确保等价变形
例5.判断函数f(x)=■的奇偶性。
错解:f(x)=■=■=tan■,由f(-x)=tan(-■)=-tan■=-f(x), 函数f(x)为奇函数。
剖析:在变形过程当中,由于函数的定义域发生了变化而致错,由题意得1+cosx+sinx≠0?圯sin(x+■)≠-■?圯x+■≠-■+2kx且x+■≠■+2kx,即x≠-■+2kx且x≠-?仔+2kx,原函数实质等价于f(x)=tan■(其中x≠-■+2kx且x≠-?仔+2kx),通过数轴知f(x)定义域不关于原点对称,函数f(x)既不是奇函数也不是偶函数。
在涉及三角函数的奇偶性、周期性、单调性时,往往都需要进行必要的化简。此时须关注原始函数的定义域,确保变形等价。
三、从解题结果入手,搜索隐含条件
例6.在锐角ABC中,sin(A+B)=■,sin(A-B)=■。设AB=3,求AB边上的高。
■
错解:如图所示:设AB边上的高CD=h,
在DB上取一点A′使DA=DA′,则A-B=∠BCA′
在A′BC中,■=■=■;
在ABC中,■=■=■,A′B=■·sin(A-B)=1,
由2AD+A′B=3?圯AD=1,BD=2,所以AC=■,BC=■,
由2SABC=AB·h=AC·BC·sin∠ACB得3h=■■·■,解得h=■±2。
剖析:没有使用锐角这一条件,但由于h=■±2>0,故难舍一解,须将h=■-2代入检验,得AC2+BC2-AB2
故在出现多解但从条件又不便排除时,可考虑从结果入手,代入检验,搜索隐含条件。
四、注意三角形背景,应用隐含条件
(一)从三角形中有关结论出发,进行探索
结论1.在ABC中,A>B?圳sinA>sinB。
简证:A>B?圳a>b?圳2RsinA>2RsinB?圳sinA>sinB。
结论2.在ABC中, 角C有解的充要条件是cosA+cosB>0。
证明:角C有解?圳A+B-cosB?圳cosA+cosB>0
例7.在ABC中,已知cosA=■,sinB=■,求cosC的值。
错解:在ABC中,由cosA=■?圯sinA=■;由sinB=■?圯cosB=±■,故cosC=cos[?仔-(A+B)]=-cos(A+B)=-cosAcosB+sinAsinB=■或■。
剖析:错解中忽视了对“A+B+C=?仔”这一隐含条件的挖掘。利用结论1由cosA=■>0知A为锐角,又sinA=■>sinB?圯B
由sinB=■?圯cosB=■,
故cosC=cos[?仔-(A+B)]=-cos(A+B)=-cosAcosB+sinAsinB=■
利用结论2由sinB=■?圯cosB=±■,若cosA=-■,cosA+cosB=■-■=-■
(二)三角形内角间的依存关系出发,进行挖掘
例8.若钝角三角形内角的大小成等差数列,且最大边长与最小边长的比值为m,求m的取值范围。
错解:设钝角三角形内角从大到小依次为A、B、C,对应边为a、b、c,由A+B+C=π
由题意知B=■,由余弦定理cosB=■=■,
又c=am化简得a2+c2-b2=ac。将c=am代入得a2+a2m2-b2=a2m
即■=■0。m的取值范围是(1,+∞)。
剖析:当B=■时,C>■,忽视了隐含条件0■+■·■=2。
故m的范围是(2,+∞)。
以上笔者从四个方面谈论了三角问题中对隐含条件的挖掘与运用,在实际解题中可能还远不止这些,这要求学生在平时解题时要多留意、深挖掘方可炼出火眼金睛。
参考文献:
武增明.三角形问题中的“舍”从哪里来[J].中学数学,2008(9).
(责编 高伟)