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2014年06月06日 21:26 | 阅读(141) | 评论(0)数学万能公式

数学上有一种思想叫化归,就是把复杂的都化为简单来计算. 在平面上,对于多变形都可以化为三角形的计算公式,而三角形的计算公式最本质的面积公式是正弦定理. 其次就是圆了,圆面积的本质上是一条半径扫过一周后形成的区间大小.所以圆面积лr^2的得来可以这样理解:半径的中点绕圆心一周得到的周长.为什么这么说呢?可以用一个物理原理来解释:一个圆盘的质量是体积和密度的积.设高度和密度都是单位1,半径的质量为r,所有半径质量的和,半经的个数为半径质点(位于其中点处)绕圆心的周长数.这样就可以得到原面积为2лr*(r/2)=лr^2 根据这样的原理扇形面积可以同样得到:半径质点绕圆心转一定角度得到的和. 

有了以上的概念,那么求任意旋转体的表面积和体积就很简单了. 表面积:母线的质心绕一周得到和. 体积:旋转面的质心绕轴得到. 数学上有个公式叫万能公式 

2tan(α/2)sinα=------1+tan2(α/2)1-tan2(α/2)cosα=------1+tan2(α/2)2tan(α/2)tanα=------1-tan2(α/2)







半角的正弦、余弦和正切公式(降幂扩角公式)

  sin^2(α/2)=(1-cosα)/2

  cos^2(α/2)=(1+cosα)/2

  tan^2(α/2)=(1-cosα)/(1+cosα)

  另也有tan(α/2)=(1-cosα)/sinα=sinα/(1+cosα)

万能公式

  万能公式

  sinα=2tan(α/2)/[1+tan^2(α/2)]

  cosα=[1-tan^2(α/2)]/[1+tan^2(α/2)]

  tanα=2tan(α/2)/[1-tan^2(α/2)]

万能公式推导

  附推导:

  sin2α=2sinαcosα=2sinαcosα/(cos^2(α)+sin^2(α))…*,

  (因为cos^2(α)+sin^2(α)=1)

  再把*分式上下同除cos^2(α),可得sin2α=2tanα/(1+tan^2(α))

  然后用α/2代替α即可.

  同理可推导余弦的万能公式.正切的万能公式可通过正弦比余弦得到.

三倍角公式

  三倍角的正弦、余弦和正切公式

  sin3α=3sinα-4sin^3(α)

  cos3α=4cos^3(α)-3cosα

  tan3α=[3tanα-tan^3(α)]/[1-3tan^2(α)]

三倍角公式推导

  附推导:

  tan3α=sin3α/cos3α

=(sin2αcosα+cos2αsinα)/(cos2αcosα-sin2αsinα)

=(2sinαcos^2(α)+cos^2(α)sinα-sin^3(α))/(cos^3(α)-cosαsin^2(α)-2sin^2(α)cosα)

  上下同除以cos^3(α),得:

  tan3α=(3tanα-tan^3(α))/(1-3tan^2(α))

  sin3α=sin(2α+α)=sin2αcosα+cos2αsinα

=2sinαcos^2(α)+(1-2sin^2(α))sinα

=2sinα-2sin^3(α)+sinα-2sin^3(α)

=3sinα-4sin^3(α)

  cos3α=cos(2α+α)=cos2αcosα-sin2αsinα

=(2cos^2(α)-1)cosα-2cosαsin^2(α)

=2cos^3(α)-cosα+(2cosα-2cos^3(α))

=4cos^3(α)-3cosα

  即

  sin3α=3sinα-4sin^3(α)

  cos3α=4cos^3(α)-3cosα

三倍角公式联想记忆

★记忆方法:谐音、联想

  正弦三倍角:3元 减 4元3角(欠债了(被减成负数),所以要"挣钱"(音似"正弦"))

  余弦三倍角:4元3角 减 3元(减完之后还有"余")

☆☆注意函数名,即正弦的三倍角都用正弦表示,余弦的三倍角都用余弦表示.

★另外的记忆方法:

  正弦三倍角:山无司令 (谐音为 三无四立) 三指的是"3倍"sinα,无指的是减号,四指的是"4倍",立指的是sinα立方

  余弦三倍角:司令无山 与上同理

和差化积公式

  三角函数的和差化积公式

  sinα+sinβ=2sin[(α+β)/2]•cos[(α-β)/2]

  sinα-sinβ=2cos[(α+β)/2]•sin[(α-β)/2]

  cosα+cosβ=2cos[(α+β)/2]•cos[(α-β)/2]

  cosα-cosβ=-2sin[(α+β)/2]•sin[(α-β)/2]

积化和差公式

  三角函数的积化和差公式

  sinα•cosβ=0.5[sin(α+β)+sin(α-β)]

  cosα•sinβ=0.5[sin(α+β)-sin(α-β)]

  cosα•cosβ=0.5[cos(α+β)+cos(α-β)]

  sinα•sinβ=-0.5[cos(α+β)-cos(α-β)]

和差化积公式推导

  附推导:

  首先,我们知道sin(a+b)=sina*cosb+cosa*sinb,sin(a-b)=sina*cosb-cosa*sinb

  我们把两式相加就得到sin(a+b)+sin(a-b)=2sina*cosb

  所以,sina*cosb=(sin(a+b)+sin(a-b))/2

  同理,若把两式相减,就得到cosa*sinb=(sin(a+b)-sin(a-b))/2

  同样的,我们还知道cos(a+b)=cosa*cosb-sina*sinb,cos(a-b)=cosa*cosb+sina*sinb

  所以,把两式相加,我们就可以得到cos(a+b)+cos(a-b)=2cosa*cosb

  所以我们就得到,cosa*cosb=(cos(a+b)+cos(a-b))/2

  同理,两式相减我们就得到sina*sinb=-(cos(a+b)-cos(a-b))/2

  这样,我们就得到了积化和差的四个公式:

  sina*cosb=(sin(a+b)+sin(a-b))/2

  cosa*sinb=(sin(a+b)-sin(a-b))/2

  cosa*cosb=(cos(a+b)+cos(a-b))/2

  sina*sinb=-(cos(a+b)-cos(a-b))/2

  好,有了积化和差的四个公式以后,我们只需一个变形,就可以得到和差化积的四个公式.

  我们把上述四个公式中的a+b设为x,a-b设为y,那么a=(x+y)/2,b=(x-y)/2

  把a,b分别用x,y表示就可以得到和差化积的四个公式:

  sinx+siny=2sin((x+y)/2)*cos((x-y)/2)

  sinx-siny=2cos((x+y)/2)*sin((x-y)/2)

  cosx+cosy=2cos((x+y)/2)*cos((x-y)/2)

  cosx-cosy=-2sin((x+y)/2)*sin((x-y)/2)
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    • 生日:1998年12月1日
    • 地区:广东省深圳市
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