EM@fórmula de inducción de funciones trigonométricas@simplificación de fórmulas de funciones trigonométricas

fórmula de inducción

  • Las funciones trigonométricas de ángulos agudos son simples y fáciles de encontrar (fáciles de expresar)
  • Para cualquier ángulo, existen ciertas relaciones entre sus diversas funciones trigonométricas que deben analizarse.
  • La fórmula más básica y comúnmente utilizada para inducir funciones trigonométricas.

Mismos ángulos finales

  • En el sistema de coordenadas cartesiano, α , α + 2 k π \alpha,\alpha+2k\piun ,a+2 ,k ∈ K k\in\mathbb{K}kSi los lados terminales de K son iguales, están definidos por funciones trigonométricas. Es fácil saber que las dos funciones trigonométricas son iguales.
    • porque ⁡ ( α + 2 k π ) = porque ⁡ α \cos(\alpha+2k\pi)=\cos\alphaporque ( un+2 kp )=porquea
    • sin ⁡ ( α + 2 k π ) = sin ⁡ α \sin(\alpha+2k\pi)=\sin\alphapecado ( un+2 kp )=pecadoa
    • tan ⁡ ( α + 2 k π ) = tan ⁡ α \tan(\alpha+2k\pi)=\tan\alphabronceado ( un+2 kp )=broncearsea
Internalización de funciones trigonométricas para cualquier ángulo.
  • Según la relación entre las funciones trigonométricas de los mismos ángulos terminales, todos los valores absolutos exceden un ciclo ( 2 π 2\pi2 π o− 2 π -2\pi2 π ) se puede convertir en un valor absoluto menor que2 π 2\piÁngulo 2 π para calcular

ángulo opuesto

  • Acerca de xxÁngulo que es simétrico con respecto al eje x.

  • un alfaEl ángulo opuesto de α es− α -\alphaun

  • Obviamente, los lados terminales de ángulos opuestos miden aproximadamente xxEl eje x es simétrico. Según la definición de funciones trigonométricas, tenemos

    • porque ⁡ ( − α ) \cos(-\alpha)porque ( α ) =porque ⁡ α \cos\alphaporquea

    • pecado ⁡ ( − α ) \sin(-\alpha)pecado ( α ) =− pecado ⁡ α -\sin\alphapecadoa

    • tan ⁡ ( − α ) \tan(-\alpha)tan ( α ) =sin ⁡ ( − α ) / cos ⁡ ( − α ) \sin(-\alpha)/\cos(-\alpha)pecado ( α ) /porque ( α ) =− tan ⁡ α -\tan\alphabroncearsea

  • resumen

    • porque ⁡ α \cos\alphaporqueα es una función par ysin ⁡ α , tan ⁡ α \sin\alpha,\tan\alphapecadoun ,broncearseα es una función impar
Normalización de ángulo negativo de cualquier ángulo.
  • A partir de la conclusión de los ángulos opuestos, cualquier ángulo negativo se puede convertir en un ángulo positivo para calcular y expresar.
  • Por ejemplo cos ⁡ ( − π 4 ) \cos(-\frac{\pi}{4})porque ( -4pag) =porque ⁡ π 4 \cos\frac{\pi}{4}porque4pag; pecado ⁡ ( − 7 π 3 ) \sin(-\frac{7\pi}{3})pecado ( -37 p.m.) =− pecado ⁡ 7 π 3 -\sin\frac{7\pi}{3}pecado37 p.m., tan ⁡ ( − π 3 ) \tan(-\frac{\pi}{3})bronceado ( -3pag) =− tan ⁡ π 3 -\tan\frac{\pi}{3}broncearse3pag

Ángulo de simetría de origen

  • Ángulo α \alphaEl lado inicial de α es xxEn el sistema de coordenadas rectangular del eje x positivo ,α \alphaEl ángulo correspondiente al lado terminal de α con respecto al lado terminal del origen se expresa como α + ( 2 k + 1 ) π \alpha+(2k+1)\pia+( 2k _+1 ) πψα + ( 2 k − 1 ) π \alpha+(2k-1)\pia+( 2k _1 ) π ,k ∈ Z k\in\mathbb{Z}kZ ; Llamemos a este tipo de ánguloα \alphaEl ángulo de simetría del origende α.

    • En [ 0 , 2 π ) [0,2\pi)[ 0 ,α \alphadentro de 2 π )El lado terminal de α es simétrico con respecto al origen y se expresa comoα ± π \alpha\pm{\pi}a±Pi
    • Luego, de acuerdo con la fórmula para generar ángulos con el mismo lado terminal, obtenemos la expresión para el ángulo simétrico en el origen.
    • Los signos de las coordenadas de los puntos de las dos aristas terminales que son simétricos con respecto al origen están invertidos.
  • un alfaEl ángulo de simetría entre α y su origenα + ( 2 k + 1 ) π \alpha+(2k+1)\pia+( 2k _+1 ) Relación de función trigonométrica de π :

    • porque ⁡ ( α + ( 2 k + 1 ) π ) \cos(\alpha+(2k+1)\pi)porque ( un+( 2k _+1 ) π ) =− porque ⁡ α -\cos\alphaporquea

    • pecado ⁡ ( α + ( 2 k + 1 ) π ) \sin(\alpha+(2k+1)\pi)pecado ( un+( 2k _+1 ) π ) =− sen ⁡ α -\sin\alphapecadoa

    • tan ⁡ ( α + ( 2 k + 1 ) π ) \tan(\alpha+(2k+1)\pi)bronceado ( un+( 2k _+1 ) π ) =tan ⁡ α \tan\alphabroncearsea

Cualquier ángulo de afilado
  • Sea el conjunto de números impares N 1 = { 2 k ∣ k ∈ Z } N_1=\set{2k|k\in{\mathbb{Z}}}norte1={ 2k _kz} , el conjunto de números pares esN 2 = { 2 k + 1 ∣ k ∈ Z } N_2=\set{2k+1|k\in\mathbb{Z}}norte2={ 2k _+1kz}

    • pecado ⁡ ( α + k π ) \sin(\alpha+k\pi)pecado ( un+) ={ − sin ⁡ α k ∈ N 1 sin ⁡ α k ∈ N 2 \begin{cases}-\sin\alpha&k\in{N_1}\\ \sin\alpha&k\in{N_2}\end{cases}{ pecadoapecadoaknorte1knorte2

    • porque ⁡ ( α + k π ) \cos(\alpha+k\pi)porque ( un+) ={ − porque ⁡ α k ∈ N 1 cos ⁡ α k ∈ N 2 \begin{cases}-\cos\alpha&k\in{N_1}\\ \cos\alpha&k\in{N_2}\end{cases}{ porqueaporqueaknorte1knorte2

    • tan ⁡ ( α + k π ) \tan(\alpha+k\pi)bronceado ( un+) =tan ⁡ α \tan\alphabroncearseα ,k ∈ Z k\in\mathbb{Z}kz

  • Después del análisis y discusión anterior, se puede ver que cualquier ángulo se puede transformar en α + k π \alpha+k\pia+ ,( ∣ α ∣ ⩽ π 2 ) (|\alpha|\lexlant\frac{\pi}{2})( α 2pag) forma

  • Entonces según α , − α \alpha,-\alphaun ,− La relación de la función trigonométrica de α se transforma aún más en[ 0 , π 2 ] [0,\frac{\pi}{2}][ 0 ,2pag] para representar y calcular funciones trigonométricas de ángulos agudos

resumen

  • Los primeros tres conjuntos de fórmulas anteriores: (tres relaciones de borde terminal corresponden a tres conjuntos de fórmulas)
    1. Mismos ángulos finales
    2. ángulo opuesto
    3. Ángulo de simetría de origen
  • Llamadas colectivamente fórmulas inducidas , las fórmulas se pueden razonar y memorizar con la ayuda del borde terminal de cualquier ángulo.
  • La fórmula de inducción se puede utilizar para encontrar el valor de una función trigonométrica o simplificar una función trigonométrica.

ángulo complementario

  • Dos ángulos son complementarios ( α , π − α ) (\alpha,\pi-\alpha)( un ,Piα ) , entonces sus lados terminales son aproximadamenteyysimetría del eje y

    • π − α \pi-\alphaPiα puede verse como− α + π -\alpha+\piun+π , es decir, primero alrededor dexxDibujar− α -\alpha simétricamente respecto al eje xα borde final, y luego hacer− α -\alphaα es simétrica respecto al origen− α + π -\alpha+\piun+Pi
    • Presione α \alpha respectivamenteCuando el lado terminal de α está en cuatro cuadrantes, se demuestra que se puede obtener la misma conclusión: α , π − α \alpha,\pi-\alphaun ,PiαAcerca de yy_simetría del eje y
  • Conocido α \alphaα ,π − α \pi-\alphaPiα son ángulos complementarios, entoncessin ⁡ ( π − α ) \sin(\pi-\alpha)pecado ( pag.α ) =sen ⁡ α \sin\alphapecadoun ? porque ⁡ ( π − α ) \cos(\pi-\alpha)porque ( pag.α ) =− porque ⁡ α -\cos\alphaporquea

    • dondeπ − α \pi-\alphaPiα es equivalente aα \alphaαAcerca de xx_Después de la simetría en el eje x , luego la simetría con respecto al origen
    • pecado ⁡ ( π − α ) \sin(\pi-\alpha)pecado ( pag.α ) =− pecado ⁡ ( − α ) -\sin(-\alpha)pecado ( α ) =− ( − pecado ⁡ α ) -(-\sin\alpha)( pecadoα ) =sen ⁡ α \sin\alphapecadoa
    • De manera similar, cos ⁡ ( π − α ) \cos(\pi-\alpha)porque ( pag.α ) =− porque ⁡ ( − α ) -\cos(-\alpha)porque ( α ) =− porque ⁡ α -\cos\alphaporquea
  • En resumen, los valores de los senos de dos ángulos complementarios son iguales y los valores de los cosenos son opuestos entre sí.

π 2 \frac{\pi}{2}2pagFunciones trigonométricas relacionadas con expresiones de ángulos.

  • Fórmula (las dos últimas pueden convertir α \alpha en las dos primerasα se reemplaza por− α -\alpha se obtiene α , 5 ∼ 8 5\sim{8}58 se puede obtener directamente de la relación de proporción entre cada una y las dos primeras fórmulas)
    1. porque ⁡ ( α + π 2 ) \cos(\alpha+\frac{\pi}{2})porque ( un+2pag) =− pecado ⁡ α -\sin\alphapecadoun ?
    2. pecado ⁡ ( α + π 2 ) \sin(\alpha+\frac{\pi}{2})pecado ( un+2pag) =porque ⁡ α \cos\alphaporquea
    3. porque ⁡ ( − α + π 2 ) \cos(-\alpha+\frac{\pi}{2})porque ( - un+2pag) =sen ⁡ α \sin\alphapecadoun ?
    4. pecado ⁡ ( − α + π 2 ) \sin(-\alpha+\frac{\pi}{2})pecado ( - un+2pag) =porque ⁡ α \cos\alphaporquea
    5. tan ⁡ ( α + π 2 ) \tan(\alpha+\frac{\pi}{2})bronceado ( un+2pag) =− cuna ⁡ α -\cot{\alpha}cunaa
    6. cuna ⁡ ( α + π 2 ) \cot(\alpha+\frac{\pi}{2})cuna ( un+2pag) =− tan ⁡ α -\tan\alphabroncearsea
    7. tan ⁡ ( − α + π 2 ) = tan ⁡ α \tan(-\alpha+\frac{\pi}{2})=\cot{\alpha}bronceado ( un+2pag)=cunaa
    8. cuna ⁡ ( − α + π 2 ) \cot(-\alpha+\frac{\pi}{2})cuna ( - un+2pag) =tan ⁡ α \tan\alphabroncearsea

α , α + π 2 \alpha,\alpha+\frac{\pi}{2}un ,a+2pag

  • Discutir α \alphaαα + π 2 \alpha+\frac{\pi}{2}a+2pagrelación de función trigonométrica, utilizamos
    • Las coordenadas del punto de intersección del lado terminal y el círculo unitario (las coordenadas horizontal y vertical reflejan respectivamente el ángulo α \alphaseno y coseno de α )
    • Y la recta y = ± xy=\pm x en el sistema de coordenadas cartesianoy=± xauxiliar (transición)
      • P (x, y) P(x,y)P ( x ,y) Q ( y , x ) Q(y,x) Q ( y ,x ) con respecto ay = xy=xy=xsimetría _
        • Por ejemplo (2, 1) (2,1)( 2 ,1 ) ,( 1 , 2 ) (1,2)( 1 ,2 ) ; también como( 1 , − 2 ) (1,-2)( 1 ,2 ) ,( − 2 , 1 ) (-2,1)( -2 , _1 )
      • P (x, y) P(x,y)P ( x ,y) Q ( − y , − x ) Q(-y,-x) Q ( y ,x ) sobrey = − xy=-xy=−xsimetría _ _
        • Por ejemplo ( 2 , 1 ) , ( − 1 , − 2 ) (2,1), (-1,-2)( 2 ,1 ) ,( -1 , _2 ) ; también como( 1 , − 2 ) (1,-2)( 1 ,2 ) ,( 2 , − 1 ) (2,-1)( 2 ,1 )
    • Relaciones de coordenadas de puntos simétricos con respecto a los ejes de coordenadas.
      • P ( x , y ) , Q ( x , − y ) P(x,y),Q(x,-y)P ( x ,y ) ,Q ( x ,y ) sobrexxsimetría del eje x
      • P ( x , y ) , Q ( − x , y ) P(x,y),Q(-x,y)P ( x ,y ) ,Q ( -x , _y ) Acerca deyysimetría del eje y
    • De hecho, α \alphaα se puede transformar enα + π 2 \alpha+\frac{\pi}{2}mediante dostransformaciones de simetría axiala+2pag
  • Sea α \alphaEl lado terminal α y el círculo unitario se cruzan en el puntoP ( cos ⁡ α , sin ⁡ α ) P(\cos\alpha,\sin\alpha)P ( porqueun ,pecadoun )
  • Tome α \alphaDiscusión del ángulo del primer cuadrante de la fórmula α como ejemplo
    • La primera transformación de simetría axial es sobre la línea recta y = xy=xy=x , las nuevas coordenadas obtenidas se denotan comoMMM , por simetría podemos saberM ( sin ⁡ α , cos ⁡ α ) M(\sin\alpha,\cos\alpha)M ( pecadoun ,porqueα ) , borde terminalOM OMEl ángulo correspondiente de OM : ( π 2 − α ) + 2 k π , k ∈ Z (\frac{\pi}{2}-\alpha)+2k\pi,k\in\mathbb{Z}(2pagun )+2 kilómetros ,kz
    • La segunda transformación de simetría axial es aproximadamente x = 0 x=0X=0 , las nuevas coordenadas obtenidas sonNNN , porNNN yMMM con respecto ax = 0 x=0X=0 simetría, entoncesN ( − sin ⁡ α , cos ⁡ α ) N(-\sin\alpha,\cos\alpha)norte ( -pecadoun ,porquea ) ;角α + π 2 \alpha+\frac{\pi}{2}a+2pagEl borde del terminal está ON ONON ,N ( cos ⁡ ( α + π 2 ) , sin ⁡ ( α + π 2 ) ) N(\cos(\alpha+\frac{\pi}{2}),\sin(\alpha+\frac{\pi {2}))norte ( porque ( un+2pag) ,pecado ( un+2pag))
    • Entonces cos ⁡ ( α + π 2 ) \cos(\alpha+\frac{\pi}{2})porque ( un+2pag) =− pecado ⁡ α -\sin\alphapecadoun ? pecado ⁡ ( α + π 2 ) \sin(\alpha+\frac{\pi}{2})pecado ( un+2pag) =porque ⁡ α \cos\alphaporquea
  • Usando técnicas similares, α \alpha se puede resumir completamenteLa misma conclusión (fórmula) se establece cuando α se encuentra en los cuatro cuadrantes.

α , α − π 2 \alpha,\alpha-\frac{\pi}{2}un ,a2pag

  • α − π 2 \alpha-\frac{\pi}{2}a2pag= − ( − α + π 2 ) -(-\alpha+\frac{\pi}{2})( un+2pag)
  • Se puede deducir directamente de las fórmulas del grupo anterior, por ejemplo
    • porque ⁡ ( α − π 2 ) \cos(\alpha-\frac{\pi}{2})porque ( un2pag) =porque ⁡ ( − ( − α + π 2 ) ) \cos(-(-\alpha+\frac{\pi}{2}))porque ( ( una+2pag)) =porque ⁡ ( − α + π 2 ) \cos(-\alpha+\frac{\pi}{2})porque ( - un+2pag) =sen ⁡ α \sin\alphapecadoa
    • pecado ⁡ ( α − π 2 ) \sin(\alpha-\frac{\pi}{2})pecado ( un2pag) =pecado ⁡ ( − ( − α + π 2 ) ) \sin(-(-\alpha+\frac{\pi}{2}))pecado ( ( un+2pag)) =− pecado ⁡ ( − α + π 2 ) -\sin(-\alpha+\frac{\pi}{2})pecado ( - un+2pag) =− porque ⁡ α -\cos\alphaporquea
    • ⋯ \cdots

Resumen@mantra

  • A través de la investigación y la inducción de las fórmulas inducidas de funciones trigonométricas, las personas han resumido un conjunto de fórmulas para completar rápidamente la conversión de la siguiente forma

    • U ( α + k ⋅ π 2 ) U(\alpha+k\cdot{\frac{\pi}{2}})U ( un+k2pag) ,k ∈ Z k\in\mathbb{Z}kZV ( α ) V(\alpha)V ( a )
    • Entre ellos U , VU,V,V representasen ⁡ , cos ⁡ \sin,\cospecado ,Un nombre de función en cos , U, VU,V,V puede tomar el mismo nombre de función
  • Aquí está la fórmula más utilizada, utilizada principalmente para sin ⁡ , cos ⁡ \sin,\cospecado ,porque

  • " Los cambios impares a símbolos pares, sin cambios, se observan en los cuadrantes "

    • Los cambios de impar a par permanecen sin cambios:
      • sikk_ _k es un número par, entoncesU, VU, V,Los nombres de las funciones de V son los mismos, por ejemplo, todos sonsin ⁡ \sinpecado o amboscos ⁡ \coscos , es decir,el nombre de la función permanece sin cambios
      • sikk_ _k es un número impar, el nombre de la función cambia (sin ⁡ → cos ⁡ ; cos ⁡ → sin ⁡ \sin\to\cos;\cos\to{\sin}pecadoporque ;porquepecado )
    • Los símbolos miran los cuadrantes:
      • El signo se refiere al signo más o menos.
      • Cambiar α \alphaα se considera como un ángulo agudo y luego se juzgaα + k ⋅ π 2 \alpha+k\cdot{\frac{\pi}{2}}a+k2pagEl cuadrante donde se encuentra el borde terminal.
      • El signo del lado terminal (ángulo correspondiente) bajo la función trigonométrica U es VVEl símbolo de V es simplementeel mismo signo
    • cos ⁡ ( − 19 π 4 ) \cos(-\frac{19\pi}{4})porque ( -419 p.m.) =porque ⁡ ( 19 4 π ) \cos(\frac{19}{4}\pi)porque (419π ) =porque ⁡ ( 3 π 4 + 4 π ) \cos(\frac{3\pi}{4}+4\pi)porque (43 p.m.+4 π ) =porque ⁡ 3 4 π \cos{\frac{3}{4}\pi}porque43π =porque ⁡ ( π 2 + π 4 ) \cos(\frac{\pi}{2}+\frac{\pi}{4})porque (2pag+4pag) =− pecado ⁡ π 4 -\sin\frac{\pi}{4}pecado4pag= − 2 2 -\frac{\sqrt{2}}{2}22
  • Otras funciones trigonométricas se pueden convertir a sin ⁡ , cos ⁡ \sin,\cospecado ,cos se calcula, por lo que no es necesario recordar

  • Si es necesario, puede consultar otra información para otras fórmulas.

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