如果 a sin θ – b cos θ = c 则证明 a cos θ + b sin θ = ± √(a 2 + b 2 – c 2 )。
三角学基本上是研究三角形的角度和边之间的关系。它是日常生活中广泛使用的数学主题之一。它涉及对直角三角形的操作,即一个角度等于 90° 的三角形。在继续之前,我们应该了解一些术语。这些条款是,
- 斜边– 它是直角三角形中与直角相对的一侧。它是直角三角形的最长边。在图1侧,AC是斜边。
- 垂直- 三角形的垂线,对应于一个特别锐角 θ 是角度 θ 的对边。在图1侧,AB是角度θ对应的垂线。
- 底- 它是与特别锐角 θ 相邻的一侧。在图 1 中,边 BC 是对应于角度 θ 的底边。
如前所述,三角学描述了直角三角形的角和边之间的关系。这种关系用标准比率表示,如下所示:
- 正弦 (sin):角度 θ 的正弦是对应于角度 θ 的垂线长度与三角形斜边长度之比。
sin θ = 垂直/斜边 = p/h
- 余弦 (cos):角度 θ 的余弦是对应于角度 θ 的底边长度与三角形斜边长度之比。
cos θ = 底边/斜边 = b/h
- 切线 (tan):角 θ 的切线是对应于角 θ 的垂线长度与三角形特定角的底边长度之比。
tan θ = 垂直/底边 = p/b
- 余切(cot):它是正切的倒数。
婴儿床 θ = 1/tan θ = 底/垂直 = b/p
- 正割(sec):是余弦的倒数。
sec θ = 1/cos θ = 斜边/底边 = h/b
- 余割(cosec):它是正弦的倒数。
cosec θ = 1/sin θ = 斜边/垂直 = h/p
互补角的三角函数
三角学的关系之一包括互补角的概念。互补角是一组两个角度,比如 x 和 y,这样在添加它们时它们的值为 90°。因此,我们可以说 x = 90° – y。三角比之间存在特殊的互补关系,如下所示
在 sin 和 cos 之间:
sin(90° – x) = cos x
cos(90° – x) = sin x
棕褐色和婴儿床之间:
tan(90° – x) = 婴儿床 x
婴儿床 (90° – x) = 棕褐色 x
在 sec 和 cosec 之间:
sec(90° – x) = cosec x
cosec(90° – x) = 秒 x
三角恒等式
这些恒等式取决于勾股定理。将毕达哥拉斯定理应用于直角三角形,我们得到:
对边2 + 相邻2 = 斜边2
两边除以斜边2
对边2 /斜边2 + 邻边2 /斜边2 = 斜边2 /斜边2
sin2x + cos2x = 1
1 + tan2x = sec2x
1 + cot2x = cosec2x
在下面给出的问题中,将使用三角比之间的一些互补关系。
如果 a sin θ – b cos θ = c ,证明 a cos θ + b sin θ = ± √(a 2 + b 2 – c 2 )
解决方案:
a sin θ – b cos θ = c
Squaring both sides:
⇒(a sin θ – b cos θ)2 = c2
⇒a2sin2θ + b2cos2θ – 2ab sinθ cosθ = c2
Using the property that sin2θ = 1-cos2θ and cos2θ = 1-sin2θ
⇒a2(1-cos2θ) + b2(1-sin2θ) – 2ab sinθ cosθ = c2
⇒a2 – a2cos2θ + b2 – b2sin2θ – 2ab sinθ cosθ = c2
Moving a2 and b2 to right hand side
⇒-a2cos2θ – b2sin2θ – 2ab sinθ cosθ = c2-a2-b2
Multiplying by -1 on both sides
⇒a2cos2θ + b2sin2θ + 2ab sinθ cosθ = a2+b2-c2
Now if we observe left hand side is square of (a cosθ + b sin θ)
⇒(a cosθ + b sin θ)2 = a2+b2-c2
Taking Square roots on both sides
a cosθ + b sin θ = ± √(a2 + b2 – c2)
Hence proved!
类似问题
问题1:若θ为锐角,7sin2θ + 3cos2θ = 4,求tanθ的值。
解决方案:
7sin2θ + 3cos2θ = 4
7sin2θ + 3(1-sin2θ) = 4
7sin2θ + 3 – 3sin2θ = 4
4sin2θ = 1
sin2θ = 1/4
sinθ = 1/2
So, θ = 30o
then tanθ = 1/√3
问题 2:如果 cosα = a cosβ 且 sinα = b sinβ,则根据 a 和 b 求 sin2β 的值。
解决方案:
On squaring both sides
cos2α = a2 cos2β
=> 1 – sin2α = a2(1 – sin2β) ……..(1)
Again, sinα = b sinβ
On squaring both sides
sin2α = b2 sin2β
Put the value of sin2α in (1)
1 – b2 sin2β = a2 – a2sin2β)
a2 – 1 = a2sin2β – b2 sin2β
a2 – 1 = sin2β(a2 – b2)
sin2β = a2 – 1 / (a2 – b2)
问题 3:a、b、c 是三角形 ABC 的三个边的长度。如果a、b、c 的关系是a 2 + b 2 + c 2 = ab + bc + ca,则求(sin 2 A + sin 2 B + sin 2 C) 的值。
解决方案:
Acc. to question
a2 + b2 + c2 – ab – bc – ca = 0
=>2a2 + 2b2 + 2c2 – 2ab – 2bc – 2ca = 0
=>(a-b)2 + (b-c)2 + (c-a)2 = 0
=> a=b=c
All three sides are equal then it is equilateral triangle.
then ∠A = ∠B = ∠C = 60°
So, sin260 + sin260 + sin260
= 3(√3/2)2
= 9/4
问题 4:如果 cot θ = 7/8,评估
(i) ((1 + sinθ) * (1 – sinθ))/(1 + cosθ) * (1 – cosθ)))
(ii) cot2θ
解决方案:
(i) Using (a + b) * (a – b) = a2 – b2 in numerator and denominator
We get
(1 – sin2θ)/(1 – cos2θ)
Using sin2θ + cos2θ = 1
We get
cos2θ/sin2θ = cot2θ
Now
cot2θ = (7/8)2 = 49/64
(ii) cot2θ = (7/8)2 = 49/64
问题 5:如果 3 cot A = 4,检查是否 (1 – tan 2 A)/(1 + tan 2 A) = cos 2 A – sin 2 A
解决方案:
We know that, tanA = sinA / cosA ….(1)
Using (1) on L.H.S
= (1 – sin2A/cos2A)/(1 + sin2A/cos2A)
which on rearranging becomes
= (cos2A – sin2A)/(cos2A + sin2A)
Using the identity,
cos2A + sin2A = 1
LHS becomes
= (cos2A – sin2A)
This is equal to RHS.
LHS = RHS (for every value of cot A)
Hence, Proved.