二倍角公式_2倍角公式和半角公式
今日已至2019年的末尾,即将迎来崭新的2020。亲爱的朋友们,我在此诚挚地祝愿你们在新的岁月里事事顺心、如愿以偿。
我们还处于不断求知的游学历程中,学海无涯,便让我们接棒过去的日子,持续深造。三角函数在初等数学与高等数学的殿堂中,均占有重要地位。当年我们青春年少时所学的三角函数知识,有多少能够长留我们中年时期的心间呢?我也难以记得太多,因为那时我们往往只是死记硬背公式,对它们的理解并不深入。
近日,为了给弯弯进行三角函数的启蒙教育,我希望能让她感受到数学的魅力而非单纯的记忆。因此我提前研读了一些三角函数的相关资料,发现数学教育并非只有公式背诵这一途径。
还记得一个数乘以1时其值不变,而乘以-1则符号会改变的规则吗?这一概念几乎不用我们过多思考就能快速记忆,但其中是否还蕴藏着更深的意义呢?
答案当然是肯定的。当我们将数域扩展到复数领域时,i乘以i等于-1。这意味着一个复数乘1时,其实它的转动角度没有变化;而乘以i时,则表示其转动90度。当一个数乘以-1时,相当于先乘以i再乘以i,即转动了两次90度,也就是180度,这时它刚好反向转动。
事实上,任意一个复数都可以用三角函数来表示。例如:x+iy可以表示为r(cos(a)+isina(a))的形式。若要将它转动一个角度b后的情况如何呢?它将会变成r(cos(a+b)+isina(a+b))。进一步整理后便是三角函数中的和角公式。
在教授弯弯之前,我们先从特殊角的复数入手,用三角函数表示出来。待其熟练掌握后,再逐步深入实践其他角度的转动,如30+30、30+90、30+180等角度。我们可以在坐标系下用单位圆直观地画出转动后的样子,并用复数乘法来验证它。
通过这样的方法抽象出通式后,比较实部和虚部,我们便得出了三角函数的和角公式。弯弯很快理解了这种推导方式,接下来我们还将利用这种方法推导倍角、半角公式等。相信随着不断的运用和实践,她会对这些公式有更深入的理解。