推导 cos(α-β)
的过程有多种方法,以下是两种常见的推导方式:
方法一:向量方法
-
向量的减法: 设两个向量
u = (cosα, sinα)
和v = (cosβ, sinβ)
,则u - v = (cosα - cosβ, sinα - sinβ)
。 -
向量的长度: 向量
u - v
的长度为||u - v|| = √[(cosα - cosβ)² + (sinα - sinβ)²]
。 -
余弦定理: 根据余弦定理,
||u - v||² = ||u||² + ||v||² - 2||u||*||v||*cosθ
,其中θ
是u
和v
之间的夹角。 -
代入向量长度:
||u|| = ||v|| = 1
,所以||u - v||² = 1 + 1 - 2*cosθ = 2 - 2cosθ
。 -
简化公式:
2 - 2cosθ = (cosα - cosβ)² + (sinα - sinβ)²
。 -
展开并简化:
(cosα - cosβ)² + (sinα - sinβ)² = cos²α - 2cosαcosβ + cos²β + sin²α - 2sinαsinβ + sin²β
。 -
利用三角恒等式:
cos²α + sin²α = 1
和cos²β + sin²β = 1
,所以:2 - 2cosθ = 2 - 2(cosαcosβ - sinαsinβ)
。 -
最终推导:
cosθ = cosαcosβ - sinαsinβ
,即cos(α - β) = cosαcosβ - sinαsinβ
。
方法二:几何方法(利用单位圆)
-
单位圆: 在单位圆中,设
A(cosα, sinα)
和B(cosβ, sinβ)
。 -
向量的夹角: 向量
OA
和OB
的夹角为α
,向量OC
和OD
的夹角为β
,向量AB
和AC
的夹角为α - β
。 -
点积公式:
cos(α - β) = cos(θ) = (OA·OC) / (||OA|| * ||OC||)
。 -
计算点积:
OA·OC = cosαcosβ + sinαsinβ
,且||OA|| = ||OC|| = 1
。 -
最终推导:
cos(α - β) = cosαcosβ + sinαsinβ
。
这两种方法都可以有效地推导出 cos(α - β)
的公式。希望这些推导过程对你有帮助!