正切和角公式推导过程
1. 定义直角三角形 :
设直角三角形ABC中,角A和角B为锐角,边a为角A的对边,边b为角A的邻边,边c为斜边。
2. 正弦和余弦定义 :
根据三角函数的定义,有:
正弦函数:`sinA = a/c`
余弦函数:`cosA = b/c`
3. 正切定义 :
正切函数是正弦函数与余弦函数的比值,即:
正切函数:`tanA = sinA / cosA = a/b`
4. 推导和角公式 :
我们需要推导`tan(A + B)`的表达式。
使用三角恒等式:`sin(A + B) = sinAcosB + cosAsinB`
使用三角恒等式:`cos(A + B) = cosAcosB - sinAsinB`
将`sin(A + B)`和`cos(A + B)`分别除以`cosAcosB`(假设`cosA`和`cosB`均不为0),得到:
`tan(A + B) = sin(A + B) / cos(A + B) = [sinAcosB + cosAsinB] / [cosAcosB - sinAsinB]`
5. 化简 :
将`sinA`和`cosA`用`a/c`和`b/c`替换,并将`sinB`和`cosB`用`b/c`和`a/c`替换,然后化简得到:
`tan(A + B) = [a/c * b/c + b/c * a/c] / [b/c * b/c - a/c * a/c] = (a^2 + b^2) / (b^2 - a^2)`
6. 引入辅助角 :
令`tanA = a/b`和`tanB = b/a`,则上式可以写为:
`tan(A + B) = (tanA + tanB) / (1 - tanA * tanB)`
这就是正切和角公式的最终形式。
以上步骤展示了如何从直角三角形的定义出发,通过三角恒等式和代数操作推导出正切和角公式。需要注意的是,这个推导过程假设角A和角B是锐角,并且`cosA`和`cosB`均不为0。
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