三角函数2倍角度公式推导过程?
正弦二倍角推导:
sin2A = sin(A+A)
= sinAcosA + cosAsinA
= 2sinAcosA
余弦二倍角推导:
cos2A = cos(A+A)
= cosAcosA – sinAsinA
= cos^2 A- sin^2 A
= 2cos^2 A – 1
=1-2sin^2 A
正切二倍角推导:
tan(2a) = tan(a+a)
= (tan(a) + tan(a))/(1 – tan(a)*tan(a) )
= 2tanα/[1 -(tanα)^2]
我们可以利用和差化积公式和积化和差公式来推导二倍角三角函数公式。和差化积公式和积化和差公式如下:
sin(A + B) = sinAcosB + cosAsinB
sin(A – B) = sinAcosB – cosAsinB
cos(A + B) = cosAcosB – sinAsinB
cos(A – B) = cosAcosB + sinAsinB
tan(A + B) = (tanA + tanB)/(1 – tanAtanB)
tan(A – B) = (tanA – tanB)/(1 + tanAtanB)
如果我们令 A = B,那么就可以得到二倍角三角函数公式。比如:
sin(2A) = sin(A + A) = sinAcosA + cosAsinA = 2sinAcosA
cos(2A) = cos(A + A) = cosAcosA – sinAsinA
tan(2A) = tan(A + A) = (tanA + tanA)/(1 – tanAtanA) = (2tanA)/(1 – tan^2A)
另外,我们还可以利用勾股定理和余弦定理来推导出二倍角三角函数公式。比如:
在一个直角三角形 ABC 中,设直角为 C,斜边为 c,那么根据勾股定理,有 c^2 = a^2 + b^2
如果我们将这个直角三角形沿着斜边 c 折叠,那么就可以得到一个等腰三角形 ABD,其中 D 是 C 的对称点,AB 是底边,AD 和 BD 是腰。
在这个等腰三角形 ABD 中,设顶点 A 的对边为 d,那么根据余弦定理,有 d^2 = a^2 + b^2 – 2abcos(180° – 2C)
将上面两个方程联立,并且利用 cos(180° – x) = -cosx 和 c/2 = a/2 + b/2 的关系,可以得到:
d2/c2 = 1 – 4sin2Ccos2C
将上面的方程两边同时开平方,并且利用 d/c = sin(180° – 2C)/sinC 的关系,可以得到:
sin(180° – 2C)/sinC = sqrt(1 – 4sin2Ccos2C)
将上面的方程两边同时乘以 sinC,并且利用 sin(180° – x) = sinx 和 1 – 4sin2Ccos2C = (1 – 2sin2C)2 – (2sinCcos
C)^2 的关系,可以得到:
sin2C = 2sinCcosC
这就是二倍角正弦函数公式的推导过程。同理,我们还可以利用类似的方法推导出二倍角余弦函数公式和二倍角正切函数公式。
其次,我们来看看二倍角三角函数公式有什么应用。二倍角三角函数公式可以用来简化一些复杂的三角函数表达式,比如:
sin4x = sin(2 * 2x) = 2sin2xcos2x = 4sinxcosx(1 – 2sin^2x)
cos6x = cos(3 * 2x) = cos^23x – sin^23x = (4cos^3x – 3cosx) – (3sinx – 4sin^3x)
tan5x = tan(2 * 2.5x) = (2tan2.5x)/(1 – tan^22.5x) = (4tanx)/(1 – tan^25x)
二倍角三角函数公式还可以用来求解一些三角函数方程,比如:
sin2x + sinx = 0
将 sin2x 用二倍角公式替换,得到:
2sinxcosx + sinx = 0
将方程分解为:
sinx(2cosx + 1) = 0
解得:
x = kπ 或 x = (-1/3)π + kπ
二倍角公式推导过程
二倍角公式推导过程:
在二角和的公式中令两个角相等(B=A),就得到二倍角公式。
sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB〉sin2A=2sinAcosA。
cos(A+B)=cosAcosB-sinAsinB〉cos2A=(cosA)^2-(sinA)^2=(1-(sinA)^2-(sinA)^2=1-2(sinA)^2=2(cosA)^2-1。
tan(A+B)=(tanA+tanB)/(1-tanAtanB)〉tan2A=2tanA/【1-(tanA)^2】。
在余弦的二倍角公式中,解方程就得到半角公式。
cosx=1-2【sin(x/2)】^2〉sin(x/2)=+‘-√【(1-cosx)/2】符号由(x/2)的象限决定,下同。
cosx=2【cos(x/2)】^2〉cos(x/2)=+‘-√【1+cosx)/2】
两式的两边分别相除,得到:
tan(x/2)=+‘-√【(1-cosx)/(1+cosx)】。
又tan(x/2)=sin(x/2)/cos(x/2)=2【sin(x/2)】^2/【2sin(x/2)cos(x/2)】=(1-cosx)/sinx=sinx/(1+cosx)。
二倍角公式推导
正弦二倍角公式:sin2α=2cosαsinα。推导:sin2A=sin(A+A)=sinAcosA+cosAsinA=2sinAcosA。拓展公式:sin2A=2sinAcosA=2tanAcosA^2=2tanA/【1+tanA^2】1+sin2A=(sinA+cosA)^2。
二倍角公式是数学三角函数中常用的一组公式,通过角α的三角函数值的一些变换关系来表示其二倍角2α的三角函数值,二倍角公式包括正弦二倍角公式、余弦二倍角公式以及正切二倍角公式。在计算中可以用来化简计算式、减少求三角函数的次数,在工程中也有广泛的运用。
二倍角余弦公式推导过程
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