7.5

诱导公式

利用单位圆对称性把任意角化到熟悉范围。

12 分钟三角函数
本文章目录

01 · 出发点

利用单位圆对称性把任意角化到熟悉角

任意角可能包含多圈旋转或落在不同象限,但单位圆上的平移一周、关于坐标轴对称和关于原点对称都具有简单坐标规律。诱导公式把这些规律转成三角函数关系。

化简时先处理整周,再识别角与参考锐角的关系,最后结合象限确定符号。这样比孤立记忆大量公式更可靠。

02 · 概念

周期、对称与符号

正弦、余弦以 2π 为周期,正切以 π 为周期。加 π 会把单位圆点变为关于原点的对称点,因此正弦、余弦变号,而正切不变。

角 -α 对应关于 x 轴对称,故 sin(-α)=-sin α、cos(-α)=cos α;角 π-α 对应关于 y 轴对称,故正弦不变、余弦变号。余角关系给出 sin(π/2±α)=cos α、cos(π/2-α)=sin α、cos(π/2+α)=-sin α;相应地,tan(π/2∓α)=±cos α/sin α,使用时要求分母不为 0。

03 · 方法

化简任意角三角函数

  1. 01

    先减去 2π 的整数倍,把角化到一个基本周期内。

  2. 02

    写成 kπ±α 或 π/2±α 等形式,确定参考角和函数名是否变化。

  3. 03

    根据原角终边所在象限确定最终符号,并用特殊角值计算。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1化简第三象限特殊角

计算 sin(7π/6)。

  1. 1

    写成 7π/6=π+π/6,参考角为 π/6。

  2. 2

    加 π 后单位圆点关于原点对称,所以 sin(π+α)=-sin α。

  3. 3

    由 sin(π/6)=1/2,得到 sin(7π/6)=-1/2;第三象限正弦为负,符号吻合。

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 诱导公式来自单位圆的周期与对称。
  • 先化周期、再找参考角、最后定符号。
  • 正切的最小正周期为 π,正弦和余弦为 2π。