两角和与差的三角函数公式

sin(α±β)=sinαcosβ±cosαsinβ,cos(α±β)=cosαcosβ∓sinαsinβ,tan(α±β)=(tanα±tanβ)/(1∓tanαtanβ)。

适用前提与边界条件

  1. 掌握任意角三角函数的定义
  2. 熟悉单位圆与三角函数线

定义

正弦:

余弦:

正切:

符号规律

函数和角差角口诀
符号同角
符号反角
分子 ,分母 分子 ,分母 分子同、分母反

正弦的符号与角的和差相同(同号),余弦的符号与角的和差相反(异号)。

推导(余弦差角公式)

在单位圆上取点 和 ,。

由两点距离公式:

展开并利用 :

另一方面,由余弦定理:

比较两式得:

其余公式可由诱导公式从余弦差角公式推出。

典例精析

例 1 求 的值。

例 2 化简 。

观察结构,这正是余弦差角公式的右边,其中角是 :

例 3 已知 ,,求 。

与其他知识的联系

和差角公式是三角恒等变换的核心。二倍角公式、半角公式、和差化积、积化和差都可以由它推导出来。辅助角公式

也是正弦和角公式的逆用。

注意事项

不能分配:。三角函数不是线性函数,不能像乘法分配律那样展开。

符号记忆:正弦「同号」、余弦「异号」。可以用特殊值检验:取 ,;按减号算 ✓;若错写成加号,则得 ,立刻能发现错误。

正例与反例

✅ 正例

  • sin75°=sin(45°+30°)=sin45°cos30°+cos45°sin30°=(√6+√2)/4
  • cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ

❌ 反例

  • 把 sin(α+β) 写成 sinα+sinβ——三角函数不能这样分配,必须用和角公式

高频误解与考试易错

  • 正弦和差公式中间符号「同号」(和对应加,差对应减),余弦是「异号」
  • 余弦和角公式中间是减号,容易写成加号
  • 正切公式分母是 1∓tanαtanβ,符号与分子相反

常见问题

正弦和角公式怎么证明?
可以用单位圆上两点距离公式,或用向量数量积推导。
余弦和角公式为什么中间是减号?
由单位圆中两点距离公式推导,交叉项自然带负号;也可记口诀「余余正正,符号相反」。
正切公式什么时候不能用?
当 α、β 或 α±β 使 tan 无意义(即角度为 π/2+kπ)时不能用。

依据与出处

  • 人教 A 版(2019 审定)必修第一册 第五章 5.5《三角恒等变换》