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[论坛资料室]闲证定理——三角函数和差角,二倍角,半角公式(新手轮小菜都看得懂)

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小常是小脸 更新于2025-7-9 05:50:11
最近没活整了,回归资料室吧!

我初一一个被用来考数学的无聊的晚自习,提前很久做完了卷子,没有事干,就想起了最近看到的一个公式:余弦和角公式

$\cos(\alpha +\beta)=\cos\alpha\cos\beta -\sin\alpha\sin\beta$

我当时就觉得非常神奇,特别是把公式反过来看更能体现出数学之美所在,于是就萌生了要自己证一下的想法,于是就有了这个帖子

这是一种与教科书完全不同的证明方法,希望能对你们的数学思维产生一点微不足道的帮助

(本文的证明思路,完全是我初一时本人所想,无抄袭现象,若有不严谨之处,请佬们指出)

首先是构造图形,我当时想到了这么个图形

IMG_20240922_213318_453.jpg

$其中\angle C=90^\circ ,AB=1,D在BC上,\angle CAD=\alpha ,\angle BAD=\beta$

$所以AC=\cos (\alpha +\beta),接下来就只要再找到一种表示AC的方式就能推导出余弦和角公式了$

$我们可以注意到,AC与AD关系密切,有AC=AD\cos\alpha ,所以只要找到一种方法表示AD就能推导出来$

$这个时候我们发现,\beta 还没有派上多大用场,而我们又注意到\cos\beta 与AD的关系密切,只要延长AD至E使得\angle BED=90^\circ ,就能发现这种关系,添完辅助线的图如下$

IMG_20240922_222322_692.jpg

$此时AE=\cos\beta ,我们就只要再找到一种表示DE的方式,就能推出AD,进而推出定理$

$我们注意到,\angle DBE=\alpha ,BE=\sin\beta ,所以DE=BE\tan\alpha=\tan\alpha\sin\beta$

$所以AD=AE-DE=\cos\beta-\tan\alpha\sin\beta ,所以AC=AD\cos\alpha=\cos\alpha(\cos\beta-\tan\alpha\sin\beta)=\cos\alpha\cos\beta -\sin\alpha\sin\beta ,所以\cos(\alpha +\beta)=\cos\alpha\cos\beta -\sin\alpha\sin\beta$

我们的余弦和角公式就这么水灵灵地推出来了

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章-NH558J2(限时回归)
9月前
厉害啊大佬,是一种从没见过的思路,的确很容易理解,mol了
3条评论
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小常是小脸
9月前

平等地次掉每一个叫我大佬的人😅

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古城先生 回复 小常是小脸
9月前

嘶……推导貌似课本上就有,而且挺好理解的?🤔可以参考下?

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小常是小脸 回复 古城先生
9月前

对啊,我要是抄书还有什么意义呢😅

就是要展现一种完全不同的思路啊🤔

课内与课外齐飞,大佬共国集一色~(瞎写的,别喷)

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Asiaray小号
9月前
NB!!!
1条评论
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Asiaray小号
9月前

你人还在吗

对于0<α,β<$\frac{π}{2}$,以上证明就足够了

若不在这一范围,用诱导公式一通转化就结束了

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肆养
9月前

大佬们帮我看一下这题

有人跟我说要用微积分?


IMG_20240923_212019_127.jpg

11条评论
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章-NH558J2(限时回归)
9月前

不用啊,分两个方向直接就是能算出来的啊,时间相当于是直接给出来了

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肆养 回复 章-NH558J2(限时回归)
9月前

我也很纳闷,我感觉我出的挺简单的😅

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小常是小脸
9月前

微积分推加速度与路程关系的公式🤔

但是我看起来就是一道预备轮的口算题啊🤯

也许是我太才疏学浅了吧😅

帮你摇人@古城先生 @SRFM#黑火二世

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古城先生 回复 小常是小脸
9月前

嘶🤔真要说不就是个类抛体吗,正交分解下不就好了?

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Sorrowfulman.
9月前

如果是两个人都直接跑向A点确实简单

但是如果老王的速度方向一直指向女神就变成了经典的狗追兔子,但是即使这样似乎微分方程也没必要

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Sorrowfulman.
9月前

等下,不对,我看错题了

加速度大小不变那是个类抛体运动,列xy两个方向的分量方程即可,那个说用微积分的估计和我一样看错题了😂

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肆养 回复 Sorrowfulman.
9月前

他也是这么解释的😂

毕竟第一次出题,较容易引起歧义

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古城先生[颠] 回复 Sorrowfulman.
9月前

狗追兔子是吧

直接从课内简单题干到了难集难度🤣

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Sorrowfulman. 回复 古城先生[颠]
9月前

什么难集难度,只求时间可以用微元法😋

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古城先生[颠] 回复 Sorrowfulman.
9月前

求轨迹方程嘛😋

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Sorrowfulman. 回复 古城先生[颠]
9月前

轨迹方程肯定要微分方程😋

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Guns and Rose
9月前
厉害厉害
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FUNCTION(退坛)
9月前
第一次看到这种证法还是初三在一名老教授的数学课上,当时很震惊
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章-NH558J2(限时回归)
9月前
今天闲来无事把正弦的搞出来了,应该没有问题

IMG_20240926_231415.jpg

1条评论
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章-NH558J2(限时回归)
9月前

这个图片转不过来了(悲)

其实知道sin(X+Y)=sinXcosY+sinYcosX就可以证了

cos(X+Y)=sin[90-(X+Y)]=sin[(90-X)+(-Y)]=sin(90-X)cos(-Y)+cos(90-X)sin(-Y)=cosXcosY-sinXsinY

1条评论
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小常是小脸
9月前

那么怎么证正弦和角公式呢😅

我是因为余弦和角公式好证才证的余弦啊😅

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Sorrowfulman.
9月前
第一次看到这个证法还是在B站看一数...
4条评论
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小常是小脸
9月前

那么就是我和一数心意相通,绝对没有抄袭现象😡

我以我破败的人格担保(虽然破败但是还是担保一下)😋

(你光是看前面的叙事也能看出不是抄的吧😅)

(怎么,初一就不能证了吗🤔)

(当然我知道你没有这个意思,就是这么说一下,以防其他人有这个意思😋)

另:问一下锐评的定义是什么🤔

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Sorrowfulman. 回复 小常是小脸
9月前

?你是不是太敏感了?????

我天你这段真的...

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小常是小脸 回复 Sorrowfulman.
9月前

啊,这段就是给这个帖子再叠一个甲而已😋

保险一点好😋

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Sorrowfulman. 回复 小常是小脸
9月前

一直很讨厌这种合法通行证,一点意义都没有,哪个说你抄袭解释不就行了,实在不行开骂得了😂

搞得跟随便什么帖叠了甲就合法了一样😰别搞得这么怂,又不是什么亏心事

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FUNCTION(退坛)
9月前
突然想起来我们上高一时数学老师让我们证明合角公式,然后我们48个人(其实参与讨论的只有十几人),花了两节课的时间想出了26种证法,希沃白板写了十几页,可惜我比较菜,只提供了3种。。。
2条评论
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小常是小脸
9月前

啊?!🤯(屑小脸震惊)

详细说说都是什么证法😋

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FUNCTION(退坛) 回复 小常是小脸
9月前

当时老师还拍了照片发群里,但可惜的是全部过期了。。。

总之有十几种方法是构造几何图形,什么三角形五心,圆等等,还有用向量,坐标,矩阵,物理方法等证明的,记不大得了。

但你要相信头脑风暴的力量,那种讨论的氛围确实有趣

要不要看看我的IMG_20241002_121511_462.jpg

IMG_20241002_121521_850.jpg