一圖勝萬字:三角函數和角與差角公式的圖形再解釋

2021-01-14 費馬數學思維工作室

在前面幾篇文章裡,我通過幾何學的方法,對三角函數中的和角公式和餘弦定律進行了證明。今年再給大家提供一種非常好用的圖形證明法,會幫助你們順利推導出正弦、餘弦和正切的和角、差角公式,而且讓你一輩子都忘不了!

讓我們從正弦和餘弦的和角公式開始吧!

我一直堅持:優美的圖形勝過任何一個多餘的文字!廢話不說,先看下圖:


矩形的長邊:

sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ

矩形的短邊:

cos(α+β)=cosαsinβ-sinαsinβ

有沒有覺得很美?我想,上圖的證明多說一句話都是廢話。再看正弦和餘弦的差角公式,看下圖:

矩形的長邊:

cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ

矩形的短邊:

sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ

繼續看正切的和角公式:

顯而易見:

tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanαtanβ)

再看正切的差角公式:

顯而易見:

tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanαtanβ)

同一種方法,同一種圖形,把正弦、餘弦和正切的和角、差角公式都清楚無比地證明出來。可謂是「一圖勝萬字」、「一圖解千愁」啊!

 

在我的學生時代,我上課最喜歡做的事情就是推導各種公式,這讓我一輩子都忘不了這些看起來繁雜無比的數學公式。我有一個關於學習的小訣竅,那就是「簡單看世界、深入想問題」!同學們,你們也可以的,加油吧!



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簡單看世界、深入想問題!

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