DSE M2 三角學:複角、倍角及和差化積公式

M2 在必修部分的三角學之上增加四項內容:弧度、sec、cosec、cot 三個函數、複角及倍角公式(例如 sin(A + B) = sin A cos B + cos A sin B),以及積化和差與和差化積公式。它們主要是為三角函數的求導及積分服務。

用 AI 逐步解續三角函數題目
y = sin 2x 與 y = cos x 在 0 至 2π 的圖像。四個交點就是例題 1 的解:π/6、π/2、5π/6 及 3π/2。 自己試試 →

三角公式(DSE M2)

弧度π rad = 180°
恆等式1 + tan² θ = sec² θ, 1 + cot² θ = cosec² θ
複角(正弦)sin(A ± B) = sin A cos B ± cos A sin B
複角(餘弦)cos(A ± B) = cos A cos B ∓ sin A sin B
複角(正切)tan(A ± B) = (tan A ± tan B) / (1 ∓ tan A tan B)
倍角sin 2A = 2 sin A cos A, cos 2A = cos² A − sin² A = 1 − 2 sin² A = 2 cos² A − 1
降冪sin² A = ½(1 − cos 2A), cos² A = ½(1 + cos 2A)
積化和差2 sin A cos B = sin(A + B) + sin(A − B), 2 cos A cos B = cos(A + B) + cos(A − B)
和差化積sin A + sin B = 2 sin((A + B)/2) cos((A − B)/2), cos A + cos B = 2 cos((A + B)/2) cos((A − B)/2)

續三角函數例題詳解

例題 1:在 0 至 2π 內解三角方程

解 sin 2x = cos x,其中 0 ≤ x ≤ 2π。

  1. 2 sin x cos x − cos x = 0
  2. cos x (2 sin x − 1) = 0
  3. cos x = 0 得 x = π/2、3π/2
  4. sin x = ½ 得 x = π/6、5π/6

答案: x = π/6, π/2, 5π/6, 3π/2

例題 2:用和差化積證明恆等式

證明 (sin 3x + sin x) / (cos 3x + cos x) = tan 2x。

  1. sin 3x + sin x = 2 sin 2x cos x
  2. cos 3x + cos x = 2 cos 2x cos x
  3. 左方 = (2 sin 2x cos x) / (2 cos 2x cos x) = sin 2x / cos 2x
  4. = tan 2x = 右方

答案: 證畢。

💡 應試陷阱與秘訣 (DSE 奪星陷阱)

⚠️ 不要除以 cos x在例題 1 中,若兩邊同除以 cos x,便會漏掉 π/2 及 3π/2 兩個解。應把所有項移到一邊,再因式分解。
⚠️ 微積分用弧度M2 中所有涉及三角函數的微積分都以弧度為單位。除非題目要求度數,否則答案應以 π 的倍數表示,計算機亦須設定為弧度模式。
⚠️ 輔助角公式不在課程內把 a sin x + b cos x 寫成 R sin(x + α)(輔助角形式)不在 M2 課程內,0 至 2π 以外的通解亦然。

✏️ 自我測試:互動練習

溫習方法:點擊以下任何題目,即時在坐標網格載入並核對計算步驟。

(複角公式)不用計算機,求 sin 75° 的準確值。
(倍角公式)證明 (1 − cos 2x)/sin 2x = tan x。
(含倍角的方程)解 cos 2x + 3 sin x = 2,其中 0 ≤ x ≤ 2π。

常見問題

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