浅谈三角函数系
高中最早引入”两角和与差的余弦,正弦,正切”是在上海教育出版社高中一年级第二学期教材中,我们通过单位圆中两个坐标点的旋转,构造出了一个的角。具体不再赘述。
我们知道
通过字母替换得到
我们使用这样一个很好的性质,计算
得到了
通过字母替换得到
以上四个公式是我们推导积化和差的重要基础。我们先将两角和的正弦与两角差的正弦相加
把两角和的正弦与两角差的正弦相减,你可以得到
当然,这两个公式我们只要这个就足够说明本文的第一个问题,就是一个正弦函数与一个余弦函数的乘积,是可以等效为两个正弦函数的线性组合。
基于这个观点,我们计算一个正弦函数与一个余弦函数的向量内积
正弦函数是一个奇函数,所以,因此证明出一个观点:
任意的正弦函数与任意的余弦函数正交。
刚才我们是把两角和的正弦与两角差的正弦相加,现在我们把两角和的余弦与两角差的余弦相加。
我们把两角和的余弦与两角差的余弦相减
类似的,我们可到一个结论:任意两个自变量不同的正(余)弦函数正交。
我们计算一下任意两个自变量不同的正弦函数内积,其中
余弦函数是偶函数,但是,所以我们证明了正交这一结论。
任意两个自变量不同的余弦函数内积,其中
同理。