关于余弦函数的两角和与差公式,综合整理如下:
一、两角和公式
$$ \cos(\alpha + \beta) = \cos\alpha\cos\beta - \sin\alpha\sin\beta $$
几何解释 :在直角三角形中,$\cos(\alpha + \beta)$表示角$\alpha + \beta$的邻边与斜边的比值,通过向量的点积公式推导得出。
二、两角差公式
$$ \cos(\alpha - \beta) = \cos\alpha\cos\beta + \sin\alpha\sin\beta $$
几何解释 :类似地,$\cos(\alpha - \beta)$表示角$\alpha - \beta$的邻边与斜边的比值,同样通过向量方法推导。
三、公式应用示例
已知 $\sin\alpha \cdot \sin\beta = 1$,求$\cos(\alpha - \beta)$
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由$\sin\alpha \cdot \sin\beta = 1$可得$\sin\alpha = \pm1$且$\sin\beta = \pm1$
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因此$\alpha - \beta = k\pi$($k$为整数)
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所以$\cos(\alpha - \beta) = \cos(k\pi) = (-1)^k$
四、注意事项
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公式仅适用于角度制或弧度制下的任意角,定义域为$R$
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推导过程可通过单位圆或向量分析进行验证
以上公式是三角函数中的基础内容,建议结合几何图形和向量分析加深理解。