2倍角公式:三角函数的秘密武器

2倍角公式:

正弦倍角公式:\( \sin 2x = 2 \sin x \cos x \)

2倍角公式

余弦倍角公式:\( \cos 2x = \cos^2 x - \sin^2 x = 2 \cos^2 x - 1 = 1 - 2 \sin^2 x \)

正切倍角公式:\( \tan 2x = \frac{2 \tan x}{1 - \tan^2 x} \)

应用:

2倍角公式在三角学中有着广泛的应用,例如:

求解三角方程

化简三角表达式

求积分和级数的和

推导:

上述公式可以通过以下几何方法推导:

假定一个单位圆,圆心角为 \(x\),将圆弧 \(PQ\) 平分,则得到角 \(2x\)。

设 \(PQ\),\(Ox\) 和 \(Oy\) 的长度分别为 \(a\),\(b\) 和 \(c\)。

根据正弦定理,有:

$$ \frac{a}{\sin x} = \frac{c}{\sin 2x} $$

$$ \Rightarrow \sin 2x = \frac{2ac}{c} = 2 \sin x \cos x $$

类似地,可以推导出余弦倍角公式和正切倍角公式。

相关知识:

除了 2倍角公式外,三角函数中还有其他重要的恒等式,如:

和差角公式:

\( \sin (x+y) = \sin x \cos y + \cos x \sin y \)

\( \sin (x-y) = \sin x \cos y - \cos x \sin y \)

\( \cos (x+y) = \cos x \cos y - \sin x \sin y \)

\( \cos (x-y) = \cos x \cos y + \sin x \sin y \)

半角公式:

\( \sin \frac{x}{2} = \pm \sqrt{\frac{1-\cos x}{2}} \)

\( \cos \frac{x}{2} = \pm \sqrt{\frac{1+\cos x}{2}} \)

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  • 本文由 admin 发表于 2024-06-24
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