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和差化积

2018-03-31 10:11:09 百科
和差化积

和差化积

和差化积公式:包括正弦、余弦、正切和余切的和差化积公式,是三角函式中的一组恆等式,和差化积公式共10组。在套用和差化积时,必须是一次同名(正切和余切除外)三角函式方可实行。若是异名,必须用诱导公式化为同名;若是高次函式,必须用降幂公式降为一次。

基本介绍

  • 中文名:和差化积公式
  • 外文名:Sum-to-product Identities/ Addition Fomulas
  • 套用学科:数学
  • 适用领域範围:三角函式
  • 所属:数学公式

和差化积公式

公式

即三角函式中的一组恆等式:

推导过程

对于(1)至(4),可以用积化和差公式推导,也可以由和角公式得到,以下用和角公式证明之。
由和角公式有:
两式相加、减便可得到上面的公式(1)、(2),同理可证明公式(3)、(4)。
对于(5)、(6),有:
对于(7)、(8)、(9)、(10),也可用类似的方法推出。
证毕。

平方形式的和差化积公式

下面不加推导地给出几个公式。对于正余弦平方的减法,同样有和差化积公式:

记忆方法

只记两个公式甚至一个

可以只记上面四个公式的第一个和第三个。
第二个公式中的
,即
,这就可以用第一个公式。
同理,第四个公式中,
,这就可以用第三个公式解决。
如果对诱导公式足够熟悉,可以在运算时把余弦全部转化为正弦,那样就只记住第一个公式就行了。
用的时候想得起一两个就行了。

结果乘以2

这一点最简单的记忆方法是通过三角函式的值域判断。正弦和余弦的值域都是[-1,1],其积的值域也应该是[-1,1],而和差的值域却是[-2,2] ,因此乘以2是必须的。
也可以通过其证明来记忆,因为展开两角和差公式后,未抵消的两项相同而造成有係数2,如:
故最后需要乘以2。

只有同名三角函式能和差化积

无论是正弦函式还是余弦函式,都只有同名三角函式的和差能够化为乘积。这一点主要是根据证明记忆,因为如果不是同名三角函式,两角和差公式展开后乘积项的形式都不同,就不会出现相抵消和相同的项,也就无法化简下去了。

乘积项中的角要除以2

在和差化积公式的证明中,必须先把α和β表示成两角和差的形式,才能够展开。熟知要使两个角的和、差分别等于α 和β,这两个角应该是
,也就是乘积项中角的形式。
注意和差化积和积化和差的公式中都有一个“除以2”,但位置不同;而只有和差化积公式中有“乘以2”。

使用哪两种三角函式的积

这一点较好的记忆方法是拆分成两点,一是是否同名乘积,二是“半差角”(α-β)/的三角函式名。
是否同名乘积,仍然要根据证明记忆。注意两角和差公式中,余弦的展开中含有两对同名三角函式的乘积,正弦的展开则是两对异名三角函式的乘积。所以,余弦的和差化作同名三角函式的乘积;正弦的和差化作异名三角函式的乘积。
的三角函式名规律为:和化为积时,以
的形式出现;反之,以
的形式出现。
由函式的奇偶性记忆这一点是最便捷的。如果要使和化为积,那幺α和β调换位置对结果没有影响,也就是若把
替换为
,结果应当是一样的,从而
的形式是
;另一种情况可以类似说明。

余弦·余弦差公式中的顺序相反与负号

这是一个特殊情况,完全可以死记下来。
当然,也有其他方法可以帮助这种情况的判定,如
内余弦函式的单调性。因为这个区间内余弦函式是单调减的,所以当α >β 时,
小于
。但是这时对应的
在(0,π)的範围内,其正弦的乘积应大于0,所以要幺反过来把
放到
前面,要幺就在式子的最前面加上负号。

记忆口诀

(一)
正加正,正在前,
余加余,余并肩。
正减正,余在前,
余减余,负正弦。
(反之亦然)
(二)
帅+帅=帅哥,
帅-帅=哥帅,
哥+哥=哥哥,
哥-哥=负嫂嫂。
(反之亦然)
(三)
口口之和仍口口,
赛赛之和赛口留,
口口之差负赛赛,
赛赛之差口赛收。
(四)
正和正在先,
正差正后迁,
余和一色余,
余差翻了天。
(五)
正弦加正弦,正弦在前面,
正弦减正弦,余弦在前面,
余弦加余弦,余弦全部见,
余弦减余弦,负正弦来见。
(前提是角度
在前,
在后的标準形式)
(六)
和差化积:
同名和差三角积,(
:等式左边只有同是正弦或同是余弦才可以相加减。)
左是
,(
:等式左边是先
右是两角和与差。(
:等式右边是
双正S SC,(
:“正”表示两个正弦中间的“+”,
双负SCS,(
:“负”表示两个正弦中间的“-”,
双正C对正双C,(
:“正”表示两余弦中间的“+”,
双负C对负S。(
:“负”表示两余弦中间的“-”,
(七)
和差化积二倍半,和前函式名不变;余弦稳正弦跳,余弦相减取负号。

例题

已知
,且
,求
的值
解:将已知条件编号
①+②,得:
所以:
则:
计算可得:
①×②,得
所以
运用和差化积公式:
上式可变为:
所以
代入,
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