大罕 26-04-27 05:23
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为什么把诱导公式里的角α视为锐角?
大罕

诱导公式是将任意角的三角比转化为锐角三角比的公式.诸多公式可用两句话概括:
奇变偶不变,符号看象限.
所谓“符号看象限”,就是在把公式中的角α视为锐角的前提下,看原角所在象限里原三角比的符号.
为什么要视为锐角呢?

首先,不把角α视为锐角,运用公式时可能带来麻烦.举例如下:
有一道简单习题,学生做完之后出现了疑惑:
已知cos(π-α)=3/5,且α是第三象限角,那么cotα=_____。
一学生从“α是第三象限角”出发,这样解:
       ∵α是第三象限角,
       ∴-α是第二象限角,
       ∴π-α是第四象限角,
       ∴由cos(π-α)=3/5,得cosα=3/5,
       ∵α是第三象限角,
       ∴ sinα=-4/5
       ∴ cotα=cosα/sinα=-3/4.
出现疑问了:这道题答案明明是3/4(α是第三象限角,cotα>0),为什么误为-3/4?
 实际上,应该从已知条件cos(π-α)=3/5出发,运用诱导公式(把α视为锐角,则π-α是第二象限的角,余弦为负值),可得
       -cosα=3/5,
      ∴cosα= -3/5,
 从而直接可得cotα=3/4.
学生之所以犯错,是因为对诱导公式中的“视α为锐角”不理解,特别是当出现了“α是第三象限角”这一条件的引诱后,思维出现了混乱.

其次,若把α视为锐角,不仅公式仍适用,而且带来方便,体现在:
第一,从公式的推导来看,我们是对任意角α推导其诱导公式的,没有刻意规定α是锐角或某象限的角,例如公式cos(π-α)=-cosα中,α是任意角,这样就具有一般性.
第二,我们在记忆诱导公式时,总把α视为锐角,那么选取符号就十分方便了。也就是说,“视α为锐角”是为了便于记忆和使用。

退一步讲,即使从“α是第三象限角”出发,照样可以推导出正确的结果来.过程如下:
  ∵ α是第三象限角,
  ∴ 2kπ+π<α<2kπ+3π/2 (k∈Z, 以下同) ,
  ∴ -2kπ-3π/2<-α< -2kπ-π,
  ∴ -2kπ-π/2<π-α< -2kπ,
  ∴ π-α是第四象限的角,
  ∴  cos(π-α)>0,
  注意到α是第三象限角,cosα<0,
  ∴cos(π-α) = -cosα>0.
结果是一样的!
但是,如此折腾是不必要的!从反面说明,何不把α视为锐角直接得到cos(π-α) = -cosα这一结果呢?!
也就是说,“视α为锐角”是记忆公式时用的一种手段.相反地,若不视为锐角,则可能导致麻烦,吃力不讨好.

不过,需强调的是:“视α为锐角”只是在运用诱导公式时才能这样的.在其它情形下,α是(第几象限的)角就是什么角。切不可因“视α为锐角” 产生误会。以下的问题值得研究:
已知cos(75°+α)=1/3, α是第三象限角,求cos(15°-α) +sin(α-15°)的值.
解:由条件cos(75°+α)=1/3,运用诱导公式可得cos(75°+α)= cos[90°-(15°-α)]=sin(15°-α) =1/3,
    再由sin(15°-α) =1/3>0,
可知15°-α在第一、二象限,              ①
   ∵α是第三象限角
      ∴-k×360°-270°<-α< -k×360°-180°,
      ∴-k×360°-255°<15°-α< -k×360°-165°,
      ∴15°-α在第二、三象限,               ②
     由①②可知15°-α在第二象限,
     ∴cos(15°-α) +sin(α-15°)
=cos(15°-α) -sin(15°-α)
=(1-2√2)/3。
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发布于 上海