高中数学三角恒等式包括哪些公式

如题所述

常见的三角恒等式
设A,B,C是三角形的三个内角
tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC
cotAcotB+cotBcotC+cotCcotA=1
(cosA)^2+(cosB)^2+(cosC)^2+2cosAcosBcosC=1
cosA+cosB+cosC=1+4sin(A/2)sin(B/2)sin(C/2)
tan(A/2)tan(B/2)+tan(B/2)tan(C/2)+tan(C/2)tan(A/2)=1
sin2A+sin2B+sin2C=4sinAsinBsinC
sinA+sinB+sinC=4cos(A/2)cos(B/2)cos(C/2)
二倍角公式
 sin2A=2sinA•cosA
 cos2A=cos^2A-sin^2A=1-2sin^2A=2cos^2A-1
 tan2A=(2tanA)/(1-tan^2A)
三倍角公式

sin3α=4sinα·sin(π/3+α)sin(π/3-α)
  cos3α=4cosα·cos(π/3+α)cos(π/3-α)
  tan3a = tan a · tan(π/3+a)· tan(π/3-a)
三倍角公式推导 
  sin3a
  =sin(2a+a)
  =sin2acosa+cos2asina
  =2sina(1-sin^2a)+(1-2sin^2a)sina
  =3sina-4sin^3a
  cos3a
  =cos(2a+a)
  =cos2acosa-sin2asina
  =(2cos^2a-1)cosa-2(1-cos^a)cosa
  =4cos^3a-3cosa
  sin3a=3sina-4sin^3a
  =4sina(3/4-sin^2a)
  =4sina[(√3/2)^2-sin^2a]
  =4sina(sin^260°-sin^2a)
  =4sina(sin60°+sina)(sin60°-sina)
  =4sina*2sin[(60+a)/2]cos[(60°-a)/2]*2sin[(60°-a)/2]cos[(60°-a)/2]
  =4sinasin(60°+a)sin(60°-a)
  cos3a=4cos^3a-3cosa
  =4cosa(cos^2a-3/4)
  =4cosa[cos^2a-(√3/2)^2]
  =4cosa(cos^2a-cos^230°)
  =4cosa(cosa+cos30°)(cosa-cos30°)
  =4cosa*2cos[(a+30°)/2]cos[(a-30°)/2]*{-2sin[(a+30°)/2]sin[(a-30°)/2]}
  =-4cosasin(a+30°)sin(a-30°)
  =-4cosasin[90°-(60°-a)]sin[-90°+(60°+a)]
  =-4cosacos(60°-a)[-cos(60°+a)]
  =4cosacos(60°-a)cos(60°+a)
  上述两式相比可得
  tan3a=tanatan(60°-a)tan(60°+a)
半角公式
  tan(A/2)=(1-cosA)/sinA=sinA/(1+cosA);
  cot(A/2)=sinA/(1-cosA)=(1+cosA)/sinA.
  sin^2(a/2)=(1-cos(a))/2
  cos^2(a/2)=(1+cos(a))/2
  tan(a/2)=(1-cos(a))/sin(a)=sin(a)/(1+cos(a))

和差化积
  sinθ+sinφ = 2 sin[(θ+φ)/2] cos[(θ-φ)/2]
sinθ-sinφ = 2 cos[(θ+φ)/2] sin[(θ-φ)/2]
  cosθ+cosφ = 2 cos[(θ+φ)/2] cos[(θ-φ)/2]
  cosθ-cosφ = -2 sin[(θ+φ)/2] sin[(θ-φ)/2]
  tanA+tanB=sin(A+B)/cosAcosB=tan(A+B)(1-tanAtanB)
  tanA-tanB=sin(A-B)/cosAcosB=tan(A-B)(1+tanAtanB)
积化和差
  sinαsinβ = [cos(α-β)-cos(α+β)] /2
  cosαcosβ = [cos(α+β)+cos(α-β)]/2
  sinαcosβ = [sin(α+β)+sin(α-β)]/2
  cosαsinβ = [sin(α+β)-sin(α-β)]/2
双曲函数
  sinh(a) = [e^a-e^(-a)]/2
  cosh(a) = [e^a+e^(-a)]/2
  tanh(a) = sin h(a)/cos h(a)
  公式一:
  设α为任意角,终边相同的角的同一三角函数的值相等:
  sin(2kπ+α)= sinα
  cos(2kπ+α)= cosα
  tan(2kπ+α)= tanα
  cot(2kπ+α)= cotα
  公式二:
  设α为任意角,π+α的三角函数值与α的三角函数值之间的关系:
  sin(π+α)= -sinα
  cos(π+α)= -cosα
  tan(π+α)= tanα
  cot(π+α)= cotα
  公式三:
  任意角α与 -α的三角函数值之间的关系:
  sin(-α)= -sinα
  cos(-α)= cosα
  tan(-α)= -tanα
  cot(-α)= -cotα
  公式四:
  利用公式二和公式三可以得到π-α与α的三角函数值之间的关系:
  sin(π-α)= sinα
  cos(π-α)= -cosα
  tan(π-α)= -tanα
  cot(π-α)= -cotα
  公式五:
  利用公式-和公式三可以得到2π-α与α的三角函数值之间的关系:
  sin(2π-α)= -sinα
  cos(2π-α)= cosα
  tan(2π-α)= -tanα
  cot(2π-α)= -cotα
  公式六:
  π/2±α及3π/2±α与α的三角函数值之间的关系:
  sin(π/2+α)= cosα
  cos(π/2+α)= -sinα
  tan(π/2+α)= -cotα
  cot(π/2+α)= -tanα
  sin(π/2-α)= cosα
  cos(π/2-α)= sinα
  tan(π/2-α)= cotα
  cot(π/2-α)= tanα
  sin(3π/2+α)= -cosα
  cos(3π/2+α)= sinα
  tan(3π/2+α)= -cotα
  cot(3π/2+α)= -tanα
  sin(3π/2-α)= -cosα
  cos(3π/2-α)= -sinα
  tan(3π/2-α)= cotα
  cot(3π/2-α)= tanα
  (以上k∈Z)
  A·sin(ωt+θ)+ B·sin(ωt+φ) =
  √{(A^2 +B^2 +2ABcos(θ-φ)} • sin{ ωt + arcsin[ (A•sinθ+B•sinφ) / √{A^2 +B^2; +2ABcos(θ-φ)} }
  √表示根号,包括{……}中的内容
诱导公式
  sin(-α) = -sinα
  cos(-α) = cosα
  tan (-α)=-tanα
  sin(π/2-α) = cosα
  cos(π/2-α) = sinα
  sin(π/2+α) = cosα
  cos(π/2+α) = -sinα
  sin(π-α) = sinα
  cos(π-α) = -cosα
  sin(π+α) = -sinα
  cos(π+α) = -cosα
  tanA= sinA/cosA
  tan(π/2+α)=-cotα
  tan(π/2-α)=cotα
  tan(π-α)=-tanα
  tan(π+α)=tanα
  诱导公式记背诀窍:奇变偶不变,符号看象限
其它公式
  (1) (sinα)^2+(cosα)^2=1
  (2)1+(tanα)^2=(secα)^2
  (3)1+(cotα)^2=(cscα)^2
  证明下面两式,只需将一式,左右同除(sinα)^2,第二个除(cosα)^2即可
  (4)对于任意非直角三角形,总有
  tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC
  证:
  A+B=π-C
  tan(A+B)=tan(π-C)
  (tanA+tanB)/(1-tanAtanB)=(tanπ-tanC)/(1+tanπtanC)
  整理可得
  tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC
  得证
  同样可以得证,当x+y+z=nπ(n∈Z)时,该关系式也成立
  由tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC可得出以下结论
  (5)cotAcotB+cotAcotC+cotBcotC=1
  (6)cot(A/2)+cot(B/2)+cot(C/2)=cot(A/2)cot(B/2)cot(C/2)
  (7)(cosA)^2+(cosB)^2+(cosC)^2=1-2cosAcosBcosC
  (8)(sinA)^2+(sinB)^2+(sinC)^2=2+2cosAcosBcosC
  其他非重点三角函数 
  csc(a) = 1/sin(a)
  sec(a) = 1/cos(a)
  
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第1个回答  2012-09-06
常见的三角恒等式及其证明  

设A,B,C是三角形的三个内角

  (1)

  tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC

  证明:

  tanA+tanB+tanC=tan(A+B)(1-tanAtanB)+tanC=tan(π-c)(1-tanAtanB)+tanC=-tanC(1-tanAtanB)+tanC=tanAtanBtanC

  (2)

  cotAcotB+cotBcotC+cotCcotA=1

  证明:

  tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC

  cotX*tanX=1

  tanA*cotAcotBcotC+tanB*cotAcotBcotC+tanC*cotAcotBcotC=tanAtanBtanC*cotAcotBcotC

  cotAcotB+cotBcotC+cotCcotA=1

  (3)

  (cosA)^2+(cosB)^2+(cosC)^2+2cosAcosBcosC=1

  证明:

  (cosA)^2+(cosB)^2+x^2+2cosAcosBx=1

  x^2+2cosAcosBx+(cosA)^2+(cosB)^2-1=0

  x={-2cosAcosB+-√[(2cosAcosB)^2-4((cosA)^2+(cosB)^2-1)]}/2 (韦达定理)

  x=-cosAcosB+-√[(cosAcosB)^2-((cosA)^2+(cosB)^2-1)]

  x=-cosAcosB+-√[1-(cosA)^2][1-(cosB)^2]

  x=-cosAcosB+-√[(sinA)^2(sinB)^2]

  x=-cosAcosB+-sinAsinB

  x=-cos(A+B)或-cos(A-B)

  x=cosC或-cos(A-B)

  两解都是原方程的根

  因为

  cosC是方程的一个根

  所以

  (cosA)^2+(cosB)^2+(cosC)^2+2cosAcosBcosC=1

  (4)

  cosA+cosB+cosC=1+4sin(A/2)sin(B/2)sin(C/2)

  证明:

  cosA+cosB+cosC=1+4sin(A/2)sin(B/2)sin(C/2)

  cos(180-B-C)+cosB+cosC=1+2sin(A/2)[2sin(B/2)sin(C/2)]

  cos(180-B-C)+cosB+cosC=1+2cos(B/2+C/2)[2sin(B/2)sin(C/2)]

  -cos(B+C)+cosB+cosC=1+2cos(B/2+C/2)[2sin(B/2)sin(C/2)]

  -cos(B+C)+cosB+cosC=1+2cos(B/2+C/2)[cos(B/2-C/2)-cos(B/2+C/2)]

  -cos(B+C)+cosB+cosC=1+2cos(B/2+C/2)cos(B/2-C/2)-2[cos(B/2+C/2)]^2

  cosB+cosC=2cos(B/2+C/2)cos(B/2-C/2)

  2[cos(B/2+C/2)]^2-1=cos(B+C)

  (5)

  tan(A/2)tan(B/2)+tan(B/2)tan(C/2)+tan(C/2)tan(A/2)=1

  证明:

  A/2+B/2+C/2=π/2

  (π/2-A)+(π/2-B)+(π/2-C)=π

  cot(π/2-A)cot(π/2-B)+cot(π/2-C)cot(π/2-B)+cot(π/2-A)cot(π/2-C)=1

  tan(A/2)tan(B/2)+tan(B/2)tan(C/2)+tan(C/2)tan(A/2)=1

  (6)

  sin2A+sin2B+sin2C=4sinAsinBsinC

  证明1:

  设三角形ABC不是钝角三角形,且外心为O

  S△ABO+S△ACO+S△CBO=S△ABC

  (1/2)RRsinAOB+(1/2)RRsinAOC+(1/2)RRsinBOC (AOB=2C,AOC=2B.BOC=2A)

  (1/2)RRsin2C+(1/2)RRsin2B+(1/2)RRsin2A=(1/2)bcsinA=(1/2)2RsinB*2RsinC*sinA

  sin2A+sin2B+sin2C=4sinAsinBsinC

  证明2:sin2A+sin2B+sin2C

  = 2sin(A+B)cos(A-B)+sin2C

  = 2sinCcos(A-B)+2sinCcosC

  = 2sinC*[cos(A-B)-cos(A+B)]

  = 2sinC*[-2sinAsin(-B)]

  = 4sinC*sinA*sinB

  (7)

  sinA+sinB+sinC=4cos(A/2)cos(B/2)cos(C/2)

  证明:

  4cos(A/2)cos(B/2)cos(C/2)

  =[2cos(C/2)]*[2cos(A/2)cos(B/2)]

  =[2sin(A/2+B/2)]*[cos(A/2+B/2)+cos(A/2-B/2)]

  =2sin(A/2+B/2)cos(A/2+B/2)+2sin(A/2+B/2)cos(A/2-B/2)

  =sin(A+B)+2sin(A/2+B/2)cos(A/2-B/2)

  =sinC+2sin[(A+B)/2]cos[(A-B)/2]

  =sinC+sin[(A+B)/2+(A-B)/2]+sin[(A+B)/2-(A-B)/2]

  =sinC+sinA+sinB

相关了解……

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