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arctanx麦克劳林公式推导过程_诱导公式

时间:2023-04-13 22:10:44

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arctanx麦克劳林公式推导过程_诱导公式

久违地迎来了高中数学知识的完整解读系列。最近有不少问题涉及如何在短时间内准备高考数学,我认为回归课本是最好的。本系列以人教版A版教材为基准,介绍高中数学的完整理论,目录参见系列文章的总述和目录。

所谓的诱导公式是为了解决以下这个问题而推导的一系列公式:

在已知

上角的正弦值、余弦值、正切值之一的情况下,求任意角(假定正切值存在)的正弦值、余弦值、正切值全体。

这里三角恒等式,指的是在上一篇文章中给出的公式

通过图像可以确定任意角位于第几象限,进而确定三角函数的正负号,于是对于任意角,只要知道某一个三角函数值,就可以用三角恒等式求出其它三角函数值。

以下的诱导公式,我希望读者掌握它们的推导过程,而不是仅仅把它们背下来,只有这样才能更准确地掌握和运用它们。虽然这样的推导在数学上不严格,但也是有用的。

首先,按照角的弧度制和对应三角函数的定义,对一个角加上周角即

这个角在单位圆上对应的点不变,因此它的三角函数值也不变。反过来也是这样。也就是

这样我们就可以通过位于

上的三角函数值,获得任意角的三角函数值。接下来,我们进一步把需要求值的范围缩小。

对一个角加上平角即

它的三角函数值会发生什么变化?从图像上看,正弦和余弦变成了原来的相反数,进而正切不变。反过来也是这样。也就是

现在我们就可以通过位于

上的三角函数值,获得任意角的三角函数值。

相对复杂的情况,是对一个角加上

它的三角函数值的变化。从图像上看,正弦值变成了余弦值,余弦值变成了正弦值的相反数,进而正切变成了倒数的相反数。反过来,正弦值变成了余弦值的相反数,余弦值变成了正弦值,进而正切也是倒数的相反数。也就是

就可以通过位于

上的三角函数值,获得任意角的三角函数值。

最后,我们给出以下公式,它们的推导方式是类似的

将它们与上一组公式结合,就可以解决我们最开始提出的问题。

读者可以通过以上诱导公式中的某些来推出另一些。事实上,只需要用两个公式即

就可以推出其它一切诱导公式,也可以说是解决一切可以用诱导公式解决的问题。

出个例题:已知

满足 和 求

将条件代入三角恒等式,得到

解得

利用诱导公式计算

或者计算

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