積化和差公式

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    積化和差,指初等數(shù)學(xué)三角函數(shù)部分的一組恒等式。
    公式
    sinαsinβ=-[cos(α+β)-cos(α-β)]/2【注意右式前的負(fù)號(hào)】
    cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α-β)]/2
    sinαcosβ=[sin(α+β)+sin(α-β)]/2
    cosαsinβ=[sin(α+β)-sin(α-β)]/2
    證明
    法1
    積化和差恒等式可以通過(guò)展開(kāi)角的和差恒等式的右手端來(lái)證明。
    即只需要把等式右邊用兩角和差公式拆開(kāi)就能證明:
    sinαsinβ=-1/2[-2sinαsinβ]
    =-1/2[(cosαcosβ-sinαsinβ)-(cosαcosβ+sinαsinβ)]
    =-1/2[cos(α+β)-cos(α-β)]
    其他的3個(gè)式子也是相同的證明方法。
    (該證明法逆向推導(dǎo)可用于和差化積的計(jì)算,參見(jiàn)和差化積)
    法2
    根據(jù)歐拉公式,e^ix=cosx+isinx
    令x=a+b
    得e ^I(a+b)=e^ia*e^ib=(cosa+isina)(cosb+isinb)=cosacosb-sinasinb+i(sinacosb+sinbcosa)=cos(a+b)+isin(a+b)
    所以cos(a+b)=cosacosb-sinasinb
    sin(a+b)=sinacosb+sinbcosa
    記憶方法
    積化和差公式的形式比較復(fù)雜,記憶中以下幾個(gè)方面是難點(diǎn),下面指出了特點(diǎn)各自的簡(jiǎn)單記憶方法。
    【1】這一點(diǎn)最簡(jiǎn)單的記憶方法是通過(guò)三角函數(shù)的值域判斷。sin和cos的值域都是[-1,1],其和差的值域應(yīng)該 是
    [-2,2],而積的值域確是[-1,1],因此除以2是必須的。
    也可以通過(guò)其證明來(lái)記憶,因?yàn)檎归_(kāi)兩角和差公式后,未抵消的兩項(xiàng)相同而造成有系數(shù)2,如:
    cos(α-β)-cos(α+β)
    =(cosαcosβ+sinαsinβ)-(cosαcosβ-sinαsinβ)
    =2sinαsinβ
    故最后需要除以2。