7.5
诱导公式
利用单位圆对称性把任意角化到熟悉范围。
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
- 01
先减去 2π 的整数倍,把角化到一个基本周期内。
- 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。
- 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
计算 sin(7π/6)。
解
- 1
写成 7π/6=π+π/6,参考角为 π/6。
- 2
加 π 后单位圆点关于原点对称,所以 sin(π+α)=-sin α。
- 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
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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。