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」。
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
- 把 sin²θ 寫成 sin(θ²)。
- 誘導公式的函數名該變沒變。
- 象限符號記錯,尤其第三、第四象限。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
sin θ = 3/5 且 θ 在第一象限,cos θ = ?(最簡分數)
- 2
化簡 (1 − cos²θ) / sin θ(θ 使分母不為 0)
- 3
tan θ = 1 且 θ 在第三象限,sin θ · cos θ = ?(最簡分數)