高志國(guó)
可以說(shuō),單位圓是三角函數(shù)部分知識(shí)的核心與精髓,沒(méi)有單位圓,就沒(méi)有三角函數(shù)的一切。誘導(dǎo)公式是其集中體現(xiàn)之一,在實(shí)際教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生總是機(jī)械性的,不加以理解的去記憶背誦這些公式,結(jié)果會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤。事實(shí)上,誘導(dǎo)公式雖然表現(xiàn)形式上為四組或是六組,但其實(shí)質(zhì)只是終邊具有一定特殊對(duì)稱位置關(guān)系的角的三角函數(shù)之間的關(guān)系的體現(xiàn),真可謂是實(shí)至名歸。
先引導(dǎo)學(xué)生在平面直角坐標(biāo)系中畫出與角α終邊具有一定特殊對(duì)稱關(guān)系的其他角的終邊,并指出相對(duì)應(yīng)的角用 α 如何表示,然后指出各個(gè)交點(diǎn)的坐標(biāo),便可以輕松自然地得出各組的誘導(dǎo)公式了。
設(shè)任意角α的終邊與單位圓的交點(diǎn)為P1(x,y),則由任意角的三角函數(shù)的定義有:sinα=y,cosα=x。此時(shí)交點(diǎn)也可以表示為P1(cosα,sinα)。
據(jù)此定義可以繼續(xù)得出:其他角α依次關(guān)于x軸,對(duì)稱的角與單位圓的三個(gè)交點(diǎn)P2、P3、P4的坐標(biāo)分別為:P2[cos(-α),sin
(-α)];P3[cos(?仔+α),sin(?仔+α)];P4[cos(?仔-α),sin(?仔-α)]。于是,比較P2、P3、P4各點(diǎn)與P1(x,y)的坐標(biāo)關(guān)系,很自然地得出四組誘導(dǎo)公式:
(1)終邊相同的角的三角函數(shù)關(guān)系:sin(α+2k?仔)=sinα,cos
(α+2k?仔)=cosα(k?綴z)。
(2)終邊關(guān)于x軸對(duì)稱的角的三角函數(shù)關(guān)系:sin(-α)=-sinα,
cos(-α)=-cosα。
(3)終邊關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的角的三角函數(shù)關(guān)系:sin(?仔-α)=
-sinα,cos(?仔-α)=-cosα。
(4)終邊關(guān)于對(duì)稱的角的三角函數(shù)關(guān)系:sin(?仔-α)=sinα,cos(?仔-α)=-cosα。
同理,由于■-α與α終邊關(guān)于直線y=x對(duì)稱,且P5[cos(■-α),sin(■-α)],得出另外兩組公式:?
(5)終邊關(guān)于y=x對(duì)稱的角的三角函數(shù)關(guān)系:sin(■-α)=cosα,
cos(■-α)=sinα。
接著,以-α代入公式(5),便可以得出另一組公式(6)sin(■+α)=cosα,cos(■+α)=-sinα。
至此,各組誘導(dǎo)公式就這樣非常之自然地全部出現(xiàn)了!但不管是四組或是六組,與其說(shuō)稱之為公式倒不如說(shuō)是數(shù)學(xué)樸實(shí)自然之美的體現(xiàn)。
(遼寧省瓦房店第八高級(jí)中學(xué))