求導公式
積化和差公式
公式
sinαsinβ=-[1][cos(α β)-cos(α-β)]/2【注意等式右邊前端的負号】
cosαcosβ=[cos(α β) cos(α-β)]/2
sinαcosβ=[sin(α β) sin(α-β)]/2
cosαsinβ=[sin(α β)-sin(α-β)]/2
這裡用到了sin(-α)=-sinα 即sin(α-β)= - sin(β-α)
證明:
法1
積化和差恒等式可以通過展開角的和差恒等式的右手端來證明。
即隻需要把等式右邊用兩角和差公式拆開就能證明:
sinαsinβ=-1/2[-2sinαsinβ]
=-1/2[(cosαcosβ-sinαsinβ)-(cosαcosβ sinαsinβ)]
=-1/2[cos(α β)-cos(α-β)]
其他的3個式子也是相同的證明方法。
(該證明法逆向推導可用于和差化積的計算,參見和差化積)
法2
根據歐拉公式,e^ix=cosx isinx
令x=a b
得e ^I(a b)=e^ia*e^ib=(cosa isina)(cosb isinb)=cosacosb-sinasinb i(sinacosb sinbcosa)=cos(a b) isin(a b)
所以cos(a b)=cosacosb-sinasinb
sin(a b)=sinacosb sinbcosa
記憶方法
積化和差公式的形式比較複雜,記憶中以下幾個方面是難點,下面指出了特點各自的簡單記憶方法。
這一點最簡單的記憶方法是通過三角函數的值域判斷。sin和cos的值域都是[-1,1],其和差的值域應該 是[-2,2],而積的值域卻是[-1,1],因此除以2是必須的。
也可以通過其證明來記憶,因為展開兩角和差公式後,未抵消的兩項相同而造成有系數2
如:
cos(α-β)-cos(α β)
=(cosαcosβ sinαsinβ)-(cosαcosβ-sinαsinβ)
=2sinαsinβ
故最後需要除以2。
向量公式向量的向量積
定義:兩個向量a和b的向量積(外積、叉積)是一個向量,記作a×b。若a、b不共線,則a×b的模是:∣a×b∣=|a|•|b|•sin〈a,b〉;a×b的方向是:垂直于a和b,且a、b和a×b按這個次序構成右手系。若a、b共線,則a×b=0。
向量的向量積性質:
∣a×b∣是以a和b為邊的平行四邊形面積。
a×a=0。
a‖b〈=〉a×b=0。
向量的向量積運算律
a×b=-b×a;
(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);
(a b)×c=a×c b×c.
注:向量沒有除法,“向量AB/向量CD”是沒有意義的。
向量的加法
向量的加法滿足平行四邊形法則和三角形法則。
AB BC=AC。
a b=(x x',y y')。
a 0=0 a=a。
向量加法的運算律:
交換律:a b=b a;
結合律:(a b) c=a (b c)。
向量的減法
如果a、b是互為相反的向量,那麼a=-b,b=-a,a b=0. 0的反向量為0
AB-AC=CB. 即“共同起點,指向被減”
a=(x,y) b=(x',y') 則 a-b=(x-x',y-y').
數乘向量
實數λ和向量a的乘積是一個向量,記作λa,且∣λa∣=∣λ∣•∣a∣。
當λ>0時,λa與a同方向;
當λ<0時,λa與a反方向;
當λ=0時,λa=0,方向任意。
當a=0時,對于任意實數λ,都有λa=0。
注:按定義知,如果λa=0,那麼λ=0或a=0。
實數λ叫做向量a的系數,乘數向量λa的幾何意義就是将表示向量a的有向線段伸長或壓縮。
當∣λ∣>1時,表示向量a的有向線段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上伸長為原來的∣λ∣倍;
當∣λ∣<1時,表示向量a的有向線段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上縮短為原來的∣λ∣倍。
數與向量的乘法滿足下面的運算律
結合律:(λa)•b=λ(a•b)=(a•λb)。
向量對于數的分配律(第一分配律):(λ μ)a=λa μa.
數對于向量的分配律(第二分配律):λ(a b)=λa λb.
數乘向量的消去律:① 如果實數λ≠0且λa=λb,那麼a=b。② 如果a≠0且λa=μa,那麼λ=μ。
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