正弦余弦公式 正弦定理和余弦定理的证明


暑假的脚步渐行渐远,新的学期即将拉开帷幕。尤其是对即将升入高三的学生而言,这个阶段显得格外重要。很多高中在九月尚未到来之际,便已提前开学,致力于为2018年高考做好全方位的准备。

高考被认为是一场决定人生走向的重要考试,很多学生通过这一机会实现了自己的梦想。也有一些考生因各种原因未能发挥出色,错失理想院校,人生轨迹因此发生改变。

为此,接下来将推出一些关于高考数学的知识点、方法技巧及数学思想的运用,旨在帮助考生们顺利迈向高考之路,成就心中梦想。

今天将重点讨论两角和与差的正弦、余弦和正切公式。理解这些公式对于掌握三角函数至关重要。

什么是两角和与差的公式?以下几个公式是大家必须牢记的:

1. cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ;

2. cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ;

3. sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ;

4. sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ;

5. tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanαtanβ);

6. tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanαtanβ)。

对于这些公式,单纯的记忆是不够的,深入理解同样重要。例如,正弦公式的特点在于“正余,余正符号同”,这意味着在角度和的情况下,公式中间为“+”;在角度差的情况下,则为“-”。而余弦公式则遵循“余余,正正符号异”的原则。

接下来,分析一个典型例题:

需要特别注意的是,涉及两个已知角时,通常要将所求角表示为已知角的和或差的形式;而当已知角只有一个时,则应关注所求角与已知角之间的关系,并应用诱导公式将所求角转化为已知角。

二倍角的正弦、余弦和正切公式也非常重要。这些公式是由两角和公式通过令β=α得出的,特别是余弦公式:cos2α=cos²α-sin²α=2cos²α-1=1-2sin²α。每一个公式都有其独特的用处,尤其是在考试中常见的“降幂公式”中。

以下是二倍角公式,务必牢记:

1. sin2α=2sinαcosα;

2. cos2α=cos²α-sin²α=2cos²α-1=1-2sin²α;

3. tan2α=2tanα/(1-tan²α)。

一些常用公式的变形也十分重要:

(1) tanα±tanβ=tan(α±β)(1∓tanαtanβ);

(2) cos2α=(1+cos2α)/2,sin2α=(1-cos2α)/2;

(3) 1+sin²α=(sinα+cosα)²,1-sin²α=(sinα-cosα)²。

运用两角和与差的三角函数公式时,除了要熟练掌握公式本身,还需懂得公式的逆用和变形。例如,tanα+tanβ=tan(α+β)·(1-tanαtanβ)和多种形式的二倍角余弦公式。

两角和与差的三角函数公式可视为诱导公式的推广,能够用α、β的三角函数表示α±β的三角函数。在使用这些公式时,尤其要注意角与角之间的关系,做到统一角和角的转化。

再来看一个典型例题:

若要学好两角和与差的正弦、余弦和正切公式,必须重视“三变”。“三变”包括“变角、变名、变式”。具体而言:

变角是指将角分拆成已知角、同角或特殊角;

变名是尽量减少函数名称;

变式则要求在变形时尽可能进行有理化、整式化和降次处理。

在解决求值、化简或证明问题时,需关注角度、函数名称以及所求问题的整体形式,选择合适的三角公式进行恒等变形。

这一过程不仅有助于提高解题能力,更为即将到来的高考做好充分准备。