那么,sinA=a/c, cosA=b/c, tgA=a/b, ctgA=b/a。實(shí)際上,這四個函數(shù)就是為了把直角三角形的比例線段簡單化,為了避免每次都要寫一大堆線段的比例式,而發(fā)明出來的。sinA 就代表∠A 所對的直角邊與斜邊的比例,cosA 就代表∠ A 的鄰邊與斜邊的比例,tgA 就代表∠ A 的對邊與鄰邊的比例,ctgA 就代表∠A 的鄰邊與對邊的比例。
把這些最簡單的概念弄清楚了,有很多基礎(chǔ)的三角函數(shù)公式就不用記了。比如sin2A+cos2A=1,tgA ctgA=1,cosA tgA= sinA,sinA ctgA= cosA。因為這些全都是直接從這個基本概念推出來的,比如cosAtgA= sinA,sinActgA= cosA 這兩個公式顛來倒去的,很容易把tgA 和ctgA 記混淆,一不小心就會記成sinAtgA=cosA 或
者cosActgA= sinA。但是,只要我們知道這四個基本概念,就知道
永遠(yuǎn)都不會記混淆。所以說真正高效的記憶是在徹底理解的基礎(chǔ)上記憶,徹底理解了之后,過個十年八年都忘不掉,更不可能說什么聽完課就忘、看完書就忘、過一天就忘了等等。
到了高中,三角函數(shù)最大的變化其實(shí)不是公式變得更多了,而是基礎(chǔ)概念擴(kuò)大了。也就是三角函數(shù)的取值范圍從初中的0 到90 度,變成了任意角,也就是從負(fù)無窮到正無窮。但是sinA=a/c, cosA=b/c, tgA=a/b, ctgA=b/a 這四個基本概念還是沒有變。學(xué)好高中的三角函數(shù),最根本的還是在這四個基本概念的基礎(chǔ)上,再認(rèn)真理解“單位圓”的概念。把這個單位圓弄清楚了之后,整個高中的三角函數(shù)公式就迎刃而解,不管它怎么變來變?nèi)ザ继硬怀鑫覀兊氖终菩摹?/p>
“標(biāo)準(zhǔn)圓”就是在坐標(biāo)軸上以O(shè) 點(diǎn)為圓心,以1 為直徑的圓。從這個圓上任意一點(diǎn)做一條到X 軸的垂線,這條垂線與X 軸還有這個點(diǎn)到圓心的連線,正好組成一個直角三角形。如圖所示,在直角坐標(biāo)系上的四個象限的單位圓上任取一點(diǎn)P(x,y),做PMMO,則
這里的PO=1,PM=y,所以sinO 的值就是PM 的長度,也就是P 點(diǎn)的縱坐標(biāo)值y。同理,
這里和初中惟一不同的地方是,初中學(xué)習(xí)的是0 到90 度,所有的值都是非負(fù)數(shù),而這里不僅有線段的長度,還有向量值,也就是x 和y 可能是負(fù)數(shù)。在第二象限,y 是正數(shù),而x 是負(fù)數(shù),所以在這個象限里sinO 是正數(shù),而cosO 是負(fù)數(shù);在第三象限,x和y 都是負(fù)數(shù),所以sinO 和cosO 都是正數(shù);在第四象限,y 是
負(fù)數(shù),x 是正數(shù),所以sinO 是負(fù)數(shù),而cosO 是正數(shù)。
把這個道理徹底梳理清楚之后,高中三角函數(shù)的所有角度變化公式就全部都不用記憶了。什么sin(-θ)=-sinθ,cos(-θ)=cosθ 你就想到是角度沿著X 軸對折過來了,從第一象限跑到第四象限了,再看第四象限對應(yīng)的y 肯定是負(fù)數(shù),所以sin(-θ)=-sinθ,而x 值還是正數(shù),所以cos(-θ)=cosθ。有了這個東西,剩下那些千變?nèi)f化的什么,sin(θ-π/2)=-sin(π/2)=-cosθ,sin(θ-3π/2)=-cosθ,cos(θ+π)=-cosθ……反正加上一個角度,就是PO 往逆時針方向轉(zhuǎn),減去一個角度,就是PO 往順時針方向轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)到哪個象限,符號是正
是負(fù)馬上就知道了。這樣后面三角函數(shù)的周期性也順帶著完全弄明白了。
然后就是三角函數(shù)和與差的公式,這個也是從單位圓出來的,無非就是單位圓上兩個點(diǎn)的距離而已。這個推導(dǎo)課本上都有,看起來推導(dǎo)過程比較長,但只要自己動手在草稿紙上畫一下,整個過程就一目了然了。三角函數(shù)和與差的公式很復(fù)雜,不僅有sin(α+β)=sinαcosβ+ cosαsinβ,sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ,cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ,cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ,還有tg(α+β)和ctg(α+β)的公式。這些公式顛來倒去的,死記硬背足以把人背出數(shù)學(xué)恐懼癥。如果我們不用“徹底理解+ 把握規(guī)律”的方法來記憶,永遠(yuǎn)也別想學(xué)好三角函數(shù)。
其實(shí),我們只需要記住sin(α+β)=sinαcosβ+ cosαsinβ這一個公式就行了,剩下的全都可以根據(jù)我們的基本概念想出來。因為我們已經(jīng)把標(biāo)準(zhǔn)圓記在腦子里面了,無論什么角度變化,只要大腦里面好像出現(xiàn)一個鬧鐘一樣:加上一個角,指針就逆時針旋轉(zhuǎn);減去一個角,指針就順時針旋轉(zhuǎn)。有了這個東西,怎么變都不會糊涂。
所以,sin(α-β)= sin[α+(-β)]= sinαcos(-β)+ cosαsin(-β),這里多了個符號,是減,所以要把指針向順時針方向轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)到第四象限,y 是負(fù)數(shù),x 是正數(shù),sin 值變成負(fù),cos 值還是正值, 所以
sin(α-β)= sin[α+(-β)]= sinαcos(-β)+cosαsin(-β)= sinαcosβ- cosαsinβ。這就出來了,不管是符號還是sin 和cos 的順序,都絕不會記錯。
同理, c o s ( α + β ) = - s i n ( α + β + π / 2 ) =-sinαcos(β+π/2)- cosαsin(β+π/2),這里是加上π/2,指針要逆時針轉(zhuǎn)動,sin 要變成cos,根據(jù)我們的單位圓,我們又可以得出
cos( α-β)的公式了。至于tg( α+β),tg(α-β),ctg(α+β),ctg(α-β),
我們只要知道最基礎(chǔ)的四個概念:sinA=a/c, cosA=b/c, tgA=a/b, ctgA=b/a,就足夠了。
tg(α+β)= sin(α+β)/ cos(α+β),tg(α-β)= sin(α-β)/ cos(α-β)……
以此類推,看起來無比復(fù)雜的兩角和與差的公式就很清楚地排列在腦海里面,而且過很長很長的時間,也不會記錯一個符號,不會記錯一個順序。這樣的記憶效果,又豈是任何一種投機(jī)取巧的方法所能夠比擬的?!
至于三角函數(shù)的二倍角公式,那就更簡單了。既然已經(jīng)知道sin(α+β)=sinαcosβ+ cosαsinβ,那么sin2α= sin(α+α)=sinαcosα+ cosαsinα=2 sinαcosα。后面的cos2α、tg2α、ctg2α 公式也就可以繼續(xù)按照單位圓概念及這四個基本概念輕而易舉地就想出來了,根本不需要刻意地去記憶它們。所以說來說去,整個初中高中的三角函數(shù)那么復(fù)雜,其實(shí)記住兩個東西就行了:第一,sinA=a/c, cosA=b/c, tgA=a/b,ctgA=b/a;第二,單位圓的圖形變化。
實(shí)際上,有誰記不住嗎?任何人都記得住這兩個東西,但是,為什么那么多人把初高中的三角函數(shù)學(xué)視為畏途呢?很多人就是在復(fù)雜的公式中轉(zhuǎn)暈了頭,而忘記了那些最基本的概念和知識之間最基本的聯(lián)系。所以,如果我們在學(xué)習(xí)一個看似很復(fù)雜的知識時覺得頭痛,我們記憶一些看似很復(fù)雜的公式時覺得背完就忘,那么,請立即回到最基礎(chǔ)的地方,去理解和尋找規(guī)律吧。這才是高效記憶的惟一法門。
“正確的學(xué)習(xí)方法,可以把普通人變成天才;錯誤的學(xué)習(xí)方法,可以把天才變成白癡。”記住我這句話
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