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两角和与差的正弦余弦推导讲解(两角和与差的正弦公式推导)

两角和与差的正弦余弦推导讲解(两角和与差的正弦公式推导)

更新时间:2025-05-03 17:49:05

两角和与差的正弦余弦推导讲解

两角和与差的正弦余弦推导为:

以坐标原点为圆心作单位圆,并设单位圆与x轴的正半轴交于点A(1,0)。

以Ox为始边作∠xOP=α,∠xOQ=α+β,∠xOR=-β。

则点P与单位圆的交点坐标是P(cosα,sinα),OQ与单位圆的交点坐标是Q(cos(α+β),sin(α+β)),OR与单位圆的交点坐标是R(cos(-β),sin(-β))。

易证△QOA≌△POR,则|QA|=|PR|,于是,得两边平方并整理,得由此得到。

正弦、余弦的和差化积公式

指高中数学三角函数部分的一组恒等式

sin α+sinβ=2sin[(α+β)/2]·cos[(α-β)/2]

sin α-sin β=2cos[(α+β)/2]·sin[(α-β)/2]

cos α+cos β=2cos[(α+β)/2]·cos[(α-β)/2]

cos α-cos β=-2sin[(α+β)/2]·sin[(α-β)/2] 【注意右式前的负号】   

 以上四组公式可以由积化和差公式推导得到

证明过程

法1 sin α+sin β=2sin[(α+β)/2]·cos[(α-β)/2]的证明过程

因为

sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β,

sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β,

将以上两式的左右两边分别相加,得

sin(α+β)+sin(α-β)=2sin αcos β,

设 α+β=θ,α-β=φ

那么

α=(θ+φ)/2, β=(θ-φ)/2

把α,β的值代入,即得

sin θ+sin φ=2sin[(θ+φ)/2]cos[(θ-φ)/2]

法2

根据欧拉公式,e ^Ix=cosx+isinx

令x=a+b

得e ^I(a+b)=e^ia*e^ib=(cosa+isina)(cosb+isinb)=cosacosb-sinasinb+i(sinacosb=sinbcosa)=cos(a+b)+isin(a+b)

所以cos(a+b)=cosacosb-sinasinb

sin(a+b)=sinacosb=sinbcosa

正切的和差化积

tanα±tanβ=sin(α±β)/(cosα·cosβ)(附证明)

cotα±cotβ=sin(β±α)/(sinα·sinβ)

tanα+cotβ=cos(α-β)/(cosα·sinβ)

tanα-cotβ=-cos(α+β)/(cosα·sinβ)

证明:左边=tanα±tanβ=sinα/cosα±sinβ/cosβ

=(sinα·cosβ±cosα·sinβ)/(cosα·cosβ)

=sin(α±β)/(cosα·cosβ)=右边

∴等式成立

注意事项

在应用和差化积时,必须是一次同名三角函数方可实行。若是异名,必须用诱导公式化为同名;若是高次函数,必须用降幂公式降为一次

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