如果有一道小题,让你求sin15°的值,你会怎么算呢?
30°、45°、60°这几个特殊角的正弦值我们都知道,初中就背的滚瓜烂熟,但15°不是特殊角,要想求它的值,我们只能给15°做个变形,让它变成我们熟悉的特殊角才能计算出来。
1、我们首先想到,15°是30°的一半,我们可以尝试用半角公式试试:
整理下就可以得到:
现在的问题是如何开方?
15°的正弦值肯定是正值,这个不用担心,但正弦的平方还带着一个根号,开方似乎不是太容易。
我们只有把等式右边写成一个完全平方式才可以把它开方,可它会是一个怎样的完全平方式呢?
假如你对数字比较敏感,你可以采用猜或者凑一凑的办法去尝试,或许很快就可以得到答案;
但如果你没有经验,那就需要多次尝试,坦白地说,试错的过程可能会让你很崩溃。
实际上我们没必要费那么多脑筋,我们只需要按部就班地按照自己熟悉又确定的路子走,就可以得到结果。
你可以这样想,一个完全平方式的一般式是这样子的:
而需要写成完全平方式的数字是这样的:
二者相比较,那么
也就是说你不用去猜也不用去凑数字,你只需要解出这个方程来,就一切OK。
解方程我们会啊,直接代入,最后得出
也就是:
2、好,我们现在从另一角度取解决这个问题:
用45°减去30°,以及60°减去45°都可以得到15°,那我们采取求两角差的正弦值一样可以把sin15°求出来。
我们发现第二种方法比第一种方法更容易得出结果。
当然第二种方法你也可以使用60°减去45°,过程和结果都没有什么区别。
日常解题的时候,只要有简单方法,我们肯定不用复杂方法。
我们现在需要来仔细研究一下我们刚才解题的思路:
我们遇到的问题是求15°的正弦值,直接求解,我们不会做,但我们可以把这个问题转化为我们会做的,转化之后,我们可以使用我们熟悉的路径和法则,去解决这种不熟悉的问题。
这种把复杂的问题简单化、把不熟悉的问题熟悉化、把不确定的问题确定化的做法,就称为“化归”。
有意识地使用这种“化归”方法解决问题的指导思想,就是我们数学上常说的“化归思想”。
其实这玩意不只是数学上用吧?它应该是人类解决复杂问题、困难问题、既复杂又困难又新的问题的核心指导思想才对。
只不过在数学解题过程中,这种思想表现的比较有分寸感、很拿捏人而已。
比如我们常说的“换元法”、“构造法”、“恒等变形”,把高次幂转换为较低的次幂、把方程问题转化为直观的几何问题、把多边形问题转化为简单的三角形问题、把立体问题转化为平面问题、都是化归思想的直接应用。
我们换的“元”,“构造”的新函数、用到的“恒等式”等,本质上都是转化过程中的一种桥梁,一种媒介而已。
这就意味着,只要你掌握的桥梁、媒介越多,你把复杂问题简单化的手段就会越多,把不确定性的问题转化为确定性问题的途径就越多。
就比如我们刚才对2-根3再开根,你用猜和试一试的办法当然可以,但这只是一种耍小聪明的方法而已,它不是解决这个问题确定的办法,但你去解方程,它就是一种确定无疑的办法。
扯得远了。
我们把话题拉回到三角函数中一个常用的化归公式:
这个公式常常用到,也是我们刚才讲到的一种“桥梁”,我们现在的问题是,它怎么来的?
如果您有好的想法,欢迎留言或私信哦,明天我也会把自己对这个问题的理解贴出来,大家一起探讨!
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