诱导公式(英文名:induction formula)是三角学的基本公式之一,即把求任意角三角函数值转化为求锐角三角函数的值,而且各个三角函数之间也可相互转化,这些函数之间相互转化的关系可以用一系列公式表示,这些公式统称为诱导公式。

诱导公式包括不换函数名的诱导公式和更换函数名的诱导公式。其中,不换函数名的诱导公式有、、和与之间转化的公式,更换函数名的诱导公式有和与之间转化的公式。有此区分,公式可总结出奇变偶不变、符号看象限的口诀。此外,诱导公式可以应用在求值和化简上,简化求解步骤。

定义

诱导公式:用自变量的三角函数表示自变量为、、、、和的三角函数的等式,叫做三角函数的诱导公式,其中是使等式有意义的任意角。

公式内容

不换函数名

(1)角的诱导公式

(2)角的诱导公式

(3)角的诱导公式

(4)角的诱导公式

(5)角的诱导公式

更换函数名

(1)角的诱导公式

(2)角的诱导公式

(3)角的诱导公式

(4)角的诱导公式

相关公式

两角和公式

两角差公式

证明

在等号两端皆有意义的情况下,可以利用两角和与差的三角函数公式直接证明正弦、余弦和正切函数的诱导公式。由于正割、余割与余切分别是余弦、正弦与正切的倒数,根据三角函数相互转化的关系可以得到正割、余割与余切函数的诱导公式。

正弦

(1)

,令,,证毕。

(2)

,令,,证毕。

(3)

,令,,变换变量名,令,,证毕。

(4)

,令,,证毕。

(5)

,令,,证毕。

规律

诱导公式可归纳为的形式,则诱导公式的口诀可概括为“奇变偶不变,公式等号两侧除了三角函数名可能变化,正负号也可能发生变化。此时只需假定为锐角,通过观察形如的角度所处的象限,来判断等号右侧式子的正负。这一条规律可以简单归纳为‘符号看象限’。”

(1)“变”与“不变”是指三角函数名是否改变。

(2)“奇”“偶”是对中的整数来讲的。

(3)“象限角”指中,将看做锐角时,所在的象限,再根据“一全正,二正弦,三正切,四余弦”,即第一象限内各三角函数值的符号均为正;第二象限内正弦值为正;第三象限内正切值为正;第四象限内余弦值为正的符号规律确定原函数值的符号。

应用例题

途径

诱导公式有两个应用途径:

(1)求值:负化正,大化小,化到锐角为终了。

(2)化简:统一角,统一名,同角名少为终了。

举例

(1)求值:例如等号左侧为负,那么:由于旋转的角度为的奇数倍,故函数名发生变化,等号右侧应为或假设为锐角,那么函数的终边位于第四象限,其余弦值为正,故等号右侧确定为正。即:

例题:求的值。

解答:

(2)化简:

例题:化简。

解答:

参考资料

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