学会数学《诱导公式》的推导,再难的角度都能计算,真的很简单。
我们在初中学习过锐角三角函数,其中有关三角函数值的计算,可以根据:正弦角=对边/斜边,余弦角=邻边/斜边,正切角=对边/邻边,进行计算。

但是问题来了,这些角都是一些锐角,如果我们把角推广到锐角以上的角度呢?又会是什么情况呢?并且对应的三角函数值等于多少?我们一起来看一看。
在接下来的内容中,α都看成锐角进行研究。
诱导公式属于高中数学中的一个重要概念,也是进一步学习数学基础的保证,这些公式将复杂的角度转换成0°~360°(0°~2π)之间的角度,从而由繁化简,得到三角函数的计算和应用。

我们以单位圆进行研究,然后通过单位圆作三角形,可以得到如上所述的比例问题,该比例成功的转换成了X和y与三角函数的关系。

根据上述图可知,角α的终边与单位圆的交点可以设为P(cosα,sinα)。
根据上述假设,我们一起来推导第一类诱导公式,(α+2Kπ)的转换,就是说将所有周期为360°(2π)的角度全部转换为[0~360°(2π)]范围内的角度。

其中任意角α+K×360°的终边与单位圆的交点P的坐标是P(cosα,sinα),大家会发现,角α与α+2Kπ(K∈Z)的三角函数间的关系是永远终边相同。
既然永远终边相等,假设α=30°,2Kπ=360°,则sin(30°)=sin(30°+360°),那么经过360°是一个周期,去除这个周期,得到的值仍然相等。

依次类推,正弦,余弦,正切都满足周期性,所以说可以得到第一类诱导公式。
接着往下走,我们再来看一下第二类三角函数诱导公式:
如果已知任意角α的终边与单位圆相交于点P(cosα,sinα).则任意角-α的终边与单位圆的交点P坐标是(cosα,-sinα)。

大家会发现,当角度为负时,得到正弦sin(-α)=-sin(α),依次类推,余弦负角就等于余弦正角,我们来举例说明:假设α=30°,则-α=-30°,那么sin(-30°)=-sin(30°)。
根据推论,我们可以得到有关正角与负角的第二类诱导公式关系如下。

我们再来看看第三类诱导公式(α±π),对于已知任意角a的终边与单位圆相交于点P(cosα,sinα),则任意角α+180°(π)的终边与单位圆交点P坐标是(-cosα,-sinα),任意角-a+180° 的终边与单位圆交点P坐标是(-cosα,sinα)

就是说,当α为锐角时,加上180°(π),那么这个角度就一定在第三象限,反之,如果-α为负锐角,那么加上180°(π),那么这个角度就一定在第二象限。

给大家举个例子:比如α=60°,那么α+π=240°,第三象限所有的X值和y值都为负数,所以可以推导出三角函数值。
其中α-π可以进行变换理解,这样大家更直观,比如:(α-π)=-(π-α),先表示正角,然后变成负角就可以了。
第四类诱导公式,也是同样方法进行推导(π-α)

任意角π-α的终边与单位圆的交点P的坐标在第二象限(-cosα,sinα),互为补角的两个角正弦值相等,余弦值互为相反数。

第五类诱导公式,主要是涉及余角问题,如果两角互余,正弦等于余弦,余弦等于正弦。

作图分析,我们可以看出蓝色OP为终边的线与红色OP为终边的线是关于直线y=x对称的。所以两个点有x=y,y=x成立,此时可以得出以下公式。

如果大家觉得很难理解,可以按照例题去理解,例如α=30°,那么90°-30°=60°,则sin(30°)=cos(90°-30°)=cos(60°)

第六类诱导公式,大家可以结合(π+α),运用两角和公式进行推导,其中(π+α)=[π/2+(π/2+α)]要进行转换。
大家下去过后,可以做一做下面的练习题:

附件表格:

今天的知识点就讲到这里,有不同见解的朋友,评论区留言讨论,欢迎各位指正。