cosθ/2

关于 $\cos\left(\frac{\theta}{2}\right)$ 的计算,以下是综合整理的信息:

一、半角公式

  1. 主公式
    $$\cos\left(\frac{\theta}{2}\right) = \pm\sqrt{\frac{1 + \cos\theta}{2}}$$

    其中正负号由 $\frac{\theta}{2}$ 所在象限决定:

    • 第一、四象限取正号;

    • 第二、三象限取负号。

  2. 推导过程

    该公式可通过倍角公式 $\cos\theta = 2\cos^2\left(\frac{\theta}{2}\right) - 1$ 推导得出: $$\cos\theta + 1 = 2\cos^2\left(\frac{\theta}{2}\right)$$
    $$\cos^2\left(\frac{\theta}{2}\right) = \frac{1 + \cos\theta}{2}$$

    取平方根后需根据象限确定符号。

二、特殊角度计算

  1. 已知 $\cos\left(\frac{\theta}{2}\right) = -0.5$

    • $\frac{\theta}{2} = 120^\circ + 360^\circ k$ 或 $\frac{\theta}{2} = 240^\circ + 360^\circ k$($k \in \mathbb{Z}$)

    • 对应 $\theta = 240^\circ + 720^\circ k$ 或 $\theta = 480^\circ + 720^\circ k$

    • 进一步化简得 $\theta = 240^\circ + 360^\circ n$($n \in \mathbb{Z}$)。

  2. 已知 $\cot\left(\frac{\theta}{2}\right) = 1.25$

    • $\frac{\theta}{2} = 38.66^\circ + 180^\circ k$

    • 对应 $\theta = 77.32^\circ + 360^\circ k$

    • 另一个解为 $\frac{\theta}{2} = 218.66^\circ + 180^\circ k$,对应 $\theta = 437.32^\circ + 360^\circ k$。

三、注意事项

  • 公式中的 $\cos\theta$ 需在 $[-1, 1]$ 范围内,超出范围需先进行角度标准化;

  • 计算结果可能涉及多解,需结合具体问题限定 $\theta$ 的取值范围。

若需进一步验证公式,可参考三角函数表或使用计算器。

提示:本内容不能代替面诊,如有不适请尽快就医。
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