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數學積和差公式

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  數學積和差公式

sinαsinβ=-[1][cos(α+β)-cos(α-β)]/2【注意等式右邊前端的負號】

數學積和差公式

cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α-β)]/2

sinαcosβ=[sin(α+β)+sin(α-β)]/2

cosαsinβ=[sin(α+β)-sin(α-β)]/2

這裏用到了sin(-α)=-sinα 即sin(α-β)= - sin(β-α)

證明

法1

積化和差恆等式可以通過展開角的和差恆等式的右手端來證明。

即只需要把等式右邊用兩角和差公式拆開就能證明:

sinαsinβ=-1/2[-2sinαsinβ]

=-1/2[(cosαcosβ-sinαsinβ)-(cosαcosβ+sinαsinβ)]

=-1/2[cos(α+β)-cos(α-β)]

其他的3個式子也是相同的`證明方法。

(該證明法逆向推導可用於和差化積的計算,參見和差化積)

法2

根據歐拉公式,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

編輯本段

記憶方法

積化和差公式的形式比較複雜,記憶中以下幾個方面是難點,下面指出了特點各自的簡單記憶方法。

這一點最簡單的記憶方法是通過三角函數的值域判斷。sin和cos的值域都是[-1,1],其和差的值域應該 是

[-2,2],而積的值域卻是[-1,1],因此除以2是必須的。

也可以通過其證明來記憶,因為展開兩角和差公式後,未抵消的兩項相同而造成有係數2,如:

cos(α-β)-cos(α+β)

=(cosαcosβ+sinαsinβ)-(cosαcosβ-sinαsinβ)

=2sinαsinβ

故最後需要除以2。