一、方程组法的一般步骤及各步的要点:
①设:选设未知数,注意选定未知数的个数;
②列:列方程组——把条件分开,弄清独立条件数;
用方程表示独立条件(等量关系),列成方程组;
一般情况,未知数与方程的个数相等,特殊情况不等。
③解:解方程组——联立,消元;
同解变换,或增解变换;
④答:检验,作答。
二、例题:
例题1、已知 sinθ cosθ = 1/5 , θ∈(0,π), 则 cotθ 的值为多少?
解:设 cosθ = x , sinθ = y , 则
x y = 1/5 ,
x^2 y^2 = 1 ,
y > 0 (因为 0 < θ < π )
解得: x = -3/5 , y = 4/5 。
所以:cotθ = x/y = -3/4 。
注:本题是用方程组解决三角问题的范例,解法简明轻快。
例题2、已知 tanαtanβ = 3, tan[(α-β)/2] = 2 , 求 cos(α β) 的值 。
解题思路:根据三角公式,tanαtanβ , cos(α-β) , cos(α β) 都可以用 cosαcosβ ,sinαsinβ 来表示,
所以可设 cosαcosβ = x , sinαsinβ = y ,用方程组法来解。
解:设 cosαcosβ = x , sinαsinβ = y ,
则由 tanαtanβ = 3 , 得 y/x = 3 ; ①
由 tan[(α-β)/2] = 2 ,得 cos(α-β) = (1 - 2^2)/(1 2^2) = -3/5 ,
而 cos(α-β) = cosαcosβ sinαsinβ = x y ,
所以 又得 x y = -3/5。 ②
解方程组 ①,② 得 x = -3/20 , y = -9/20 。
所以 cos(α β) = x - y = 3/10 。
注意要掌握两角和与差的余弦公式和万能公式 cos2A =( 1 - tan^2 A)/(1 tan^2 A)。
例题3、四棱锥 S-ABCD 的底面边长是 a 的棱形 ,侧棱 SA = SC = b , SB = SD = c ,求四棱锥的体积。
例题3图(1)
解:底面棱形 ABCD 的中心为 O , 易证 SO ⊥底面ABCD 。
设 OS = x , OB = y , OA = z ,则有:
y^2 z^2 = a^2 ①,
z^2 x^2 = b^2② ,
x^2 y^2 = c^2 ③;
联立解此方程组可得: Vs-ABVD = 2/3 • xyz = 2/3 • √(x^2 • y^2 • z^2)
= 1/6 • √[2(a^2 b^2 - c^2)(a^2 c^2-b^2)(b^2 c^2-a^2)]
注:方程组的①②③是由联立直角三角形而得的,把代数中的联立方程的思想类比到几何中,就开创了几何的一个解题方法-"联立三角形法"。这个方法在立体几何和平面几何中很有用。
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