两角和与差的三角函数公式的证明.doc

完整版)两角和与差的三角函数公式的证明
两角和与差的三角函数公式的证明

三角函数
两角和与差
单位圆
托勒密定理
数学

    利用单位圆方法证明 sin（α+β）= … 与cos（α+β)= …，是进一步证明大部分三角函数公式的基础。

1、sin（α+β）=sinαcosβ+ cosαsinβ
在笛卡尔坐标系中以原点O为圆心作单位圆,在单位圆中作以下线段：

如图中所示，容易看出：
sin（α+β）=CF;sinα=AB；cosα=OB; sinβ=CD；cosβ=OD
则:

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平面几何的证明方法:如图所示，过程见下面的【评论】中新浪网友的提示
(非常感谢这位网友的提示，让我们看到了证明一个定理的多种途径，真是妙不可言！）

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附：如何证明托勒密定理？
见 http：//hyz0.blog。sohu。com/69610635。html 
   http://iask。

托勒密（Ptolemy)定理指出，圆内接凸四边形两对对边乘积的和等于两条对角线的乘积。
原文:圆内接四边形中，两对角线所包矩形的面积等于 一组对边所包矩形的面积与另一组对边所包矩形的面积之和。
　　从这个定理可以推出正弦、余弦的和差公式及一系列的三角恒等式，托勒密定理实质上是关于共圆性的基本性质．（具体的推导方法详见数学目录下的博文,来自网友的提供!)

思路：托勒密定理在平面几何中赫赫有名，其难点在于：把一条对角线分割成两条线段DE和BE。第一步证明一对旋转的三角形相似：△ABE∽△ACD;第二步还需要证一对旋转的三角形相似△ADE∽△ACB;只有这两对相似的三角形出来了才能得到结论。

证明:以AB为边,作一个角等于已知角：即∠BAE=∠DAC；
在ΔABE和ΔACD中，
∵   ∠BAE=∠DAC；
∠ABE=∠ACD；
∴   △ABE∽△ACD；
∴   AB·DC=BE·AC     ①
∵   ∠BAE=∠DAC；
∴   ∠DAE=∠CAB；
在ΔADE和ΔACB中，
∵   ∠ADE=∠ACB;
∠DAE=∠CAB；
∴   △ADE∽△ACB；
∴   AD·BC=DE·AC     ②
∴  ①+②得：
AB·DC+ AD·BC= BE·AC+ DE·AC=（BE+DE）·AC=BD·AC。

结论：该命题对于圆内接的任意四边形都成立.最初是由数学家托勒密想出来的,叫做托勒密定理.“当你遇到AB·DC+AD·BC=AC·BD这样的等积式时，如果等式左边可以合二为一，则考虑证一对三角形相似，否则，在AC、BD的其中一条线段上找到一个分点，构造两个三角形相似.”