接棒數學
高二上📈 函數

三角恆等式與化簡

Trigonometric Identities

公式

sin²θ + cos²θ = 1 | 1 + tan²θ = sec²θ

所有恆等式都從單位圓那一條長出來。化簡的策略是「全部換成 sin 和 cos」。

練這學期的計算題
先修

白話解釋

三角恆等式看起來有一大堆,但骨幹只有一條:**sin²θ + cos²θ = 1**,它直接來自單位圓上 x² + y² = 1。

把它兩邊同除以 cos²θ 得到 **1 + tan²θ = sec²θ**;同除以 sin²θ 得到 **1 + cot²θ = csc²θ**。所以後兩條不用另外背,需要時現推就好。

化簡三角式的通用策略只有兩句話: **全部換成 sin 和 cos**(tan = sin/cos、sec = 1/cos……); **通分、約分、找機會用 sin² + cos² = 1**。

這個策略幾乎萬用,卡住時就回到它。

**誘導公式**(把任意角化到銳角)也不必死背一大表。用一句口訣就夠:**奇變偶不變,符號看象限**——角度寫成 90°×k ± θ 時,k 是奇數就把 sin 換成 cos(函數名改變),k 是偶數就不變;正負號則看原角落在哪個象限、該函數在那裡是正是負。

象限符號用「**全正、S 正、T 正、C 正**」記:第一象限全部為正,第二象限只有 sin 正,第三象限只有 tan 正,第四象限只有 cos 正。

什麼時候用

化簡三角式、解三角方程式、積分前的整理、證明恆等式。

最容易錯的地方

例題 · 3

先自己算,再看解答——這樣才有效。

  1. 1

    sin θ = 3/5 且 θ 在第一象限,cos θ = ?(最簡分數)

  2. 2

    化簡 (1 − cos²θ) / sin θ(θ 使分母不為 0)

  3. 3

    tan θ = 1 且 θ 在第三象限,sin θ · cos θ = ?(最簡分數)

學完這個,接下來可以學

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