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trigonometry难度:中级trigonometryidentitiesformulas
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三角恒等式sānjiǎo héngděngshì

trigonometric identities
5 分钟阅读
更新于 2025-11-02
已完成

核心理念

三角恒等式是涉及三角函数的等式,对其域中的所有值都成立。掌握这些等式是学习三角函数的关键。

基本等式

勾股定理

sin2α+cos2α=1\sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1 1+tan2α=sec2α1 + \tan^2\alpha = \sec^2\alpha

商等式

tanα=sinαcosα\tan\alpha = \frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}

还原公式

负角

sin(α)=sinα\sin(-\alpha) = -\sin\alpha cos(α)=cosα\cos(-\alpha) = \cos\alpha

互补角

sin(π2α)=cosα\sin\left(\frac{\pi}{2} - \alpha\right) = \cos\alpha cos(π2α)=sinα\cos\left(\frac{\pi}{2} - \alpha\right) = \sin\alpha

补充角

sin(πα)=sinα\sin(\pi - \alpha) = \sin\alpha cos(πα)=cosα\cos(\pi - \alpha) = -\cos\alpha

和与差公式

正弦

sin(α±β)=sinαcosβ±cosαsinβ\sin(\alpha \pm \beta) = \sin\alpha\cos\beta \pm \cos\alpha\sin\beta

余弦

cos(α±β)=cosαcosβsinαsinβ\cos(\alpha \pm \beta) = \cos\alpha\cos\beta \mp \sin\alpha\sin\beta

正切

tan(α±β)=tanα±tanβ1tanαtanβ\tan(\alpha \pm \beta) = \frac{\tan\alpha \pm \tan\beta}{1 \mp \tan\alpha\tan\beta}

双角公式

正弦

sin2α=2sinαcosα\sin 2\alpha = 2\sin\alpha\cos\alpha

余弦

cos2α=cos2αsin2α=2cos2α1=12sin2α\cos 2\alpha = \cos^2\alpha - \sin^2\alpha = 2\cos^2\alpha - 1 = 1 - 2\sin^2\alpha

幂减式cos2α=1+cos2α2\cos^2\alpha = \frac{1 + \cos 2\alpha}{2} sin2α=1cos2α2\sin^2\alpha = \frac{1 - \cos 2\alpha}{2}

正切

tan2α=2tanα1tan2α\tan 2\alpha = \frac{2\tan\alpha}{1 - \tan^2\alpha}

辅助角公式

asinx+bcosx=a2+b2sin(x+φ)a\sin x + b\cos x = \sqrt{a^2 + b^2}\sin(x + \varphi)

其中 tanφ=ba\tan\varphi = \frac{b}{a}

CSCA 练习题

###[Example 1] Basic (Difficulty ★★☆☆)

化简:sin2α+cos2α+tan2α\sin^2\alpha + \cos^2\alpha + \tan^2\alpha_

sin2α+cos2α+tan2α=1+tan2α=sec2α\sin^2\alpha + \cos^2\alpha + \tan^2\alpha = 1 + \tan^2\alpha = \sec^2\alpha_

答案**:sec2α\sec^2\alpha_


###[Example 2] Intermediate (Difficulty ★★★☆)

已知sinα=35\sin\alpha = \frac{3}{5}α(0,π2)\alpha \in (0, \frac{\pi}{2}),求sin2α\sin 2\alpha

cosα=1sin2α=45\cos\alpha = \sqrt{1 - \sin^2\alpha} = \frac{4}{5}_

sin2α=2sinαcosα=2×35×45=2425\sin 2\alpha = 2\sin\alpha\cos\alpha = 2 \times \frac{3}{5} \times \frac{4}{5} = \frac{24}{25}_

答案2425\frac{24}{25}_

常见误解

❌ 误解 1:还原公式错误

错误sin(πα)=sinα\sin(\pi - \alpha) = -\sin\alpha

正确sin(πα)=sinα\sin(\pi - \alpha) = \sin\alpha_

❌ 误解 2:混淆和公式

错误sin(α+β)=sinα+sinβ\sin(\alpha + \beta) = \sin\alpha + \sin\beta

正确sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ\sin(\alpha + \beta) = \sin\alpha\cos\beta + \cos\alpha\sin\beta_

学习提示

1.✅ 分类:基本、还原、和/差、双角 2.✅ 理解推导:不要死记硬背 3.✅ 练习:通过练习巩固 4.✅ 连接公式:许多公式可以相互推导


💡 考试提示:三角恒等式是三角学的核心,也是 CSCA 的必修课!掌握公式是解决问题的关键。