兩角和的正弦與余弦公式:
(1)sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ;
(2)cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ;
教材的思路是在直角座標系的單位圓中,
根據兩點間的距離公式推導:
cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ;
再用誘導公式證明:sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ;
如圖所示:∠aod=α,∠bod=-β,∠aoc=β,∠doc=β+α。
則b(cosβ,-sinβ);d(1,0);a(cosα,sinα);c[cos(α+β),sin(α+β)]。
∵oa=ob=oc=od=1
∴cd=ab。
∵cd2=[cos(α+β)-1]2+[sin(α+β)-0]2;
=cos2(α+β)-2cos(α+β)+1+sin2(α+β);
=2-2cos(α+β)。
ab2=(cosα-cosβ)2+(sinα+sinβ)2;
=cos2α-2cosαcosβ+cos2β+sin2α+2sinαsinβ+sin2β;
=2-2[cosαcosβ-sinαsinβ]。
∴2-2cos(α+β)=2-2[cosαcosβ-sinαsinβ]。
∴cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ
∴sin(α+β)=cos(90°-α-β)
=cos[(90
=cos(90°-α)cos(-β)-sin(90°-α)sin(-β)
=sinαcosβ+cosαsinβ
又tan(α-β) = sin(α-β)/cos(α-β) = (sinα·cosβ-cosα·sinβ)/(cosα·cosβ+sinα·sinβ)
同除cosα·cosβ,得tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanα·tanβ)
同理,tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanα·tanβ)
正弦、余弦的和差化積公式
指三角函式中的一組恒等式
以上公式可用積化和差公式推導,也可以由和角公式得到,以下用和角公式證明之。
證明:由和角公式有,
兩式相加、減便可得到上面的公式(1)、(2),同理可證明公式(3)、(4)。
正切的和差化積
(附證明)
cotα±cotβ=sin(β±α)/(sinα·sinβ)
tanα+cotβ=cos(α-β)/(cosα·sinβ)
tanα-cotβ=-cos(α+β)/(cosα·sinβ)【注意右式前的負號】
證明:左邊=tanα±tanβ=sinα/cosα±sinβ/cosβ
=(sinα·cosβ±cosα·sinβ)/(cosα·cosβ)
=sin(α±β)/(cosα·cosβ)=右邊
∴等式成立
2注意事項編輯
在應用和差化積時,必須是一次同名三角函式方可實行。若是異名,必須用誘導公式化為同名;若是高次函式,必須用降冪公式降為一次
口訣正加正,正在前,餘加餘,餘並肩
正減正,餘在前,餘減餘,負正弦
反之亦然
生動的口訣:(和差化積)
帥+帥=帥哥[1]
帥-帥=哥帥
哥+哥=哥哥
哥-哥=負嫂嫂
反之亦然
語文老師教的口訣:
口口之和仍口口 cosα+cosβ=2cos[(α+β)/2]·cos[(α-β)/2]
賽賽之和賽口留 sinα+sinβ=2sin[(α+β)/2]·cos[(α-β)/2]
口口之差負賽賽 cosα-cosβ=-2sin[(α+β)/2]·sin[(α-β)/2]
賽賽之差口賽收 sinα-sinβ=2cos[(α+β)/2]·sin[(α-β)/2]
另一口訣:
正和正在先,sinα+sinβ=2sin[(α+β)/2]·cos[(α-β)/2]
正差正後遷,sinα-sinβ=2cos[(α+β)/2]·sin[(α-β)/2]
餘和一色餘,cosα+cosβ=2cos[(α+β)/2]·cos[(α-β)/2]
餘差翻了天,cosα-cosβ=-2sin[(α+β)/2]·sin[(α-β)/2]
另另一種口訣(前提是角度(α+β)/2在前,(α-β)/2在後的標準形式) :
正弦加正弦,正弦在前面,sinα+sinβ=2sin[(α+β)/2]·cos[(α-β)/2]
正弦減正弦,余弦在前面,sinα-sinβ=2cos[(α+β)/2]·sin[(α-β)/2]
余弦加余弦,余弦全部見,cosα+cosβ=2cos[(α+β)/2]·cos[(α-β)/2]
余弦減余弦,余弦(負)不想見,cosα-cosβ=-2sin[(α+β)/2]·sin[(α-β)/2]
3記憶方法編輯
和差化積公式的形式比較複雜,記憶中以下幾個方面是難點,下面指出了各自的簡單記憶方法。
如何只記兩個公式甚至乙個
我們可以只記上面四個公式的第乙個和第三個。
而第二個公式中的-sinβ=sin(β+π),也就是sinα-sinβ=sinα+sin(β+π),這就可以用第乙個公式解決。
同理第四個公式中,cosα-cosβ=cosα+cos(β+π),這就可以用第三個公式解決。
如果對誘導公式足夠熟悉,可以在運算時把cos全部轉化為sin,那樣就只記住第乙個公式就行了。
用的時候想得起一兩個就行了。
結果乘以2
這一點最簡單的記憶方法是通過三角函式的值域判斷。sin和cos的值域都是[-1,1],其積的值域也應該是[-1,1],而和差的值域卻是[-2,2],因此乘以2是必須的。
也可以通過其證明來記憶,因為展開兩角和差公式後,未抵消的兩項相同而造成有係數2,如:
cos(α-β)-cos(α+β)
=[(cosαcosβ+sinαsinβ)-(cosαcosβ-sinαsinβ)]
=2sinαsinβ
故最後需要乘以2。
只有同名三角函式能和差化積
無論是正弦函式還是余弦函式,都只有同名三角函式的和差能夠化為乘積。這一點主要是根據證明記憶,因為如果不是同名三角函式,兩角和差公式展開後乘積項的形式都不同,就不會出現相抵消和相同的項,也就無法化簡下去了。
乘積項中的角要除以2
在和差化積公式的證明中,必須先把α和β表示成兩角和差的形式,才能夠展開。熟知要使兩個角的和、差分別等於α和β,這兩個角應該是(α+β)/2和(α-β)/2,也就是乘積項中角的形式。
注意和差化積和積化和差的公式中都有乙個「除以2」,但位置不同;而只有和差化積公式中有「乘以2」。
使用哪兩種三角函式的積
這一點較好的記憶方法是拆分成兩點,一是是否同名乘積,二是「半差角」(α-β)/2的三角函式名。
是否同名乘積,仍然要根據證明記憶。注意兩角和差公式中,余弦的展開中含有兩對同名三角函式的乘積,正弦的展開則是兩對異名三角函式的乘積。所以,余弦的和差化作同名三角函式的乘積;正弦的和差化作異名三角函式的乘積。
(α-β)/2的三角函式名規律為:和化為積時,以cos(α-β)/2的形式出現;反之,以sin(α-β)/2的形式出現。
由函式的奇偶性記憶這一點是最便捷的。如果要使和化為積,那麼α和β調換位置對結果沒有影響,也就是若把(α-β)/2替換為(β-α)/2,結果應當是一樣的,從而(α-β)/2的形式是cos(α-β)/2;另一種情況可以類似說明。
余弦-余弦差公式中的順序相反/負號
這是乙個特殊情況,完全可以死記下來。
當然,也有其他方法可以幫助這種情況的判定,如(0,π]內余弦函式的單調性。因為這個區間內余弦函式是單調減的,所以當α大於β時,cosα小於cosβ。但是這時對應的(α+β)/2和(α-β)/2在(0,π)的範圍內,其正弦的乘積應大於0,所以要麼反過來把cosβ放到cosα前面,要麼就在式子的最前面加上負號。
積化和差
積化和差恒等式可以通過展開角的和差恒等式的手段來證明。
即只需要把等式右邊用兩角和差公式拆開就能證明:
sinαsinβ=-1/2[-2sinαsinβ]
=-1/2[(cosαcosβ-sinαsinβ)-(cosαcosβ+sinαsinβ)]
=-1/2[cos(α+β)-cos(α-β)]
其他的3個式子也是相同的證明方法。
三角函式
1.與(0°≤<360°)終邊相同的角的集合(角與角的終邊重合):
終邊在x軸上的角的集合:
終邊在y軸上的角的集合:
終邊在座標軸上的角的集合:
終邊在y=x軸上的角的集合:
終邊在軸上的角的集合:
若角與角的終邊關於x軸對稱,則角與角的關係:
若角與角的終邊關於y軸對稱,則角與角的關係:
若角與角的終邊在一條直線上,則角與角的關係:
角與角的終邊互相垂直,則角與角的關係:
2. 角度與弧度的互換關係:360°=2 180°= 1°=0.01745 1=57.30°=57°18′
注意:正角的弧度數為正數,負角的弧度數為負數,零角的弧度數為零.
、弧度與角度互換公式: 1rad=°≈57.30°=57°18ˊ. 1°=≈0.01745(rad)
3、弧長公式:. 扇形面積公式:
4、三角函式:設是乙個任意角,在的終邊上任取(異於原點的)一點p(x,y)p與原點的距離為r,則
5、三角函式在各象限的符號:(一全二正弦,三切四余弦)
6、三角函式線
正弦線:mp; 余弦線:om; 正切線: at.
7. 三角函式的定義域:
8、同角三角函式的基本關係式:
9、誘導公式:
「奇變偶不變,符號看象限」
三角函式的公式:(一)基本關係
公式組二
公式組三
公式組四
公式組五
公式組六
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