9.2

两角和与差的三角公式

掌握两角和与差的正弦、余弦和正切公式。

约 12 分钟三角恒等变换与解三角形
本文章目录

01 · 出发点

把两个角的函数值连接起来

知道 α\alpha、β\beta 的三角函数值后,和差公式允许计算 α±β\alpha\pm\beta 的三角函数值,无需先求出角本身。

余弦差公式配合诱导关系可推出余弦和、正弦和差公式,再由正弦除以余弦得到正切和差公式。

02 · 概念

两角和与差的公式体系

正弦公式具有“正余、余正”的交叉结构:sin⁡(α±β)=sin⁡αcos⁡β±cos⁡αsin⁡β\sin(\alpha\pm\beta)=\sin\alpha\cos\beta\pm\cos\alpha\sin\beta;余弦公式则是“余余、正正”,且内部符号相反。

当相关余弦不为零时,tan⁡(α±β)=tan⁡α±tan⁡β1∓tan⁡αtan⁡β\tan(\alpha\pm\beta)=\dfrac{\tan\alpha\pm\tan\beta}{1\mp\tan\alpha\tan\beta}。使用正切公式必须关注各正切是否有定义以及分母是否为零。

03 · 方法

计算与化简和差角

  1. 01

    先识别目标函数和角的和差形式,选择相应公式,不必把角单独求出。

  2. 02

    已知一种三角函数值时结合象限,由平方关系求另一函数值并确定符号。

  3. 03

    正切公式使用前检查定义域;计算后用象限或估算验证结果符号。

04 · 例题

把方法落到具体问题

例 1由已知函数值求和角正弦

α\alpha、β\beta 均为锐角,sin⁡α=35\sin\alpha=\dfrac35,cos⁡β=1213\cos\beta=\dfrac{12}{13},求 sin⁡(α+β)\sin(\alpha+\beta)。

解

  1. 1

    α\alpha 为锐角,所以 cos⁡α=1−925=45\cos\alpha=\sqrt{1-\dfrac9{25}}=\dfrac45。

  2. 2

    β\beta 为锐角,所以 sin⁡β=1−144169=513\sin\beta=\sqrt{1-\dfrac{144}{169}}=\dfrac5{13}。

  3. 3

    代入和角公式:sin⁡(α+β)=35⋅1213+45⋅513=5665\sin(\alpha+\beta)=\dfrac35\cdot\dfrac{12}{13}+\dfrac45\cdot\dfrac5{13}=\dfrac{56}{65}。

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 正弦和差公式是交叉乘积结构。
  • 余弦和差公式的正弦乘积项符号相反。
  • 由已知值求和差值必须结合象限和定义域。