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第5章 三角函数
5.5.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
人教A版2019高中数学必修第一册
α终边
β终边
α-β终边
两角差的余弦公式
【探究】如果已知任意角α,β的正弦、余弦,能由此推出α+β,α-β的正余弦吗?
【分析】如图,设单位圆与 轴的正半轴相交于点 ,
以 轴非负半轴为始边作角α、β,α-β,它们的
终边分别与单位圆相交于点
连接 , .若把扇形 绕着点 旋转β角,则
点A、P分别与点 重合.根据圆的旋转对称性可知, 与 重合,从而
= ,所以 =
α终边
β终边
α-β终边
根据两点间距离公式,得到等式:
化简得
两角差的余弦公式
【探究】由此我们得到了
当 时,容易证明上式依然成立.
所以,对于任意角α,β,都有
α终边
β终边
α-β终边
此公式给出了任意角α、β的正弦、余弦和其差角α-β的余弦之间的关系,称为
差角的余弦公式,记为
由公式 可知,只要知道了 的值,就可以求出
的值.
另外,式中的角α,β都是任意角,可以是一个角,也可以是角的组合,如:
【例1】利用公式 证明
【证明】
【例2】已知 β是第三象限角,求 的值.
【解】由 ,得
又由 ,β是第三象限角,得
所以
两角和的余弦公式
【推导】我们以 为基础,推导出其他公式.
这样就可以得到两角和的余弦公式,即
也就是说,和角余弦等于同名积之差,差角余弦等于同名积之和.
与两角差的余弦公式相比较下
余余正正
符号相反
两角和与差的正弦公式
【1】由诱导公式五: ,可得:
两角和与差的正弦公式
【2】由诱导公式六: ,可得:
即
正余余正
符号相同
两角和与差的正切公式
根据推导经验,有
在上式中,用-β替换β,得到
即
分子同相加,
1减他们俩
分子同相减,
1加他们俩
式中的α、β、α+β可以是任意值吗?
六个公式之间的关系和推导
【和角公式】
【差角公式】
以-β替换β
以-β
替换β
作 商
作 商
以-β替换β
当α=β时,有:
【例3】已知 α是第四象限角,求 的值.
【解】由 α是第四象限角,得
则
【例4】利用和(差)角公式计算下列各式的值.
【解】(1)由公式S(α+β),得
(2)由公式C(α+β),得
(3)由tan45°=1及公式T(α+β),得
二倍角的正弦、余弦、正切公式
【推导】利用S(α±β),C(α±β),T(α±β),可以推导出sin2α,cos2α,tan2α的公式
当α=β时,
当α=β时,
当α=β时,
这样我们就得到了二倍角公式:
在 中,结合公式 ,得到
【例5】已知 ,求 的值.
【解】由 ,得
【例6】已知 ,求 的值.
【解】由 ,即
化简得
所以
THANKS
“
”