三角恒等式(trigonometric identity)是指:只要等式两边都有意义,对任何角度都成立的等式。在附加数学中,你用它来化简式子、证明命题,或把题目改写成可以求解的形式。你所考年份要学哪些恒等式,请到 Cambridge 官网查看最新的 0606 课程大纲。
开始之前需要会什么?
你需要熟悉直角三角形中的 sin、cos、tan,也要知道大于 90° 的角度的值。前一个模块是弧度、弧长与扇形;无论角度用度数还是弧度,恒等式都同样适用。
考试中这些函数以英文书写:sec(正割)、cosec(余割)、cot(余切)。分子(numerator)是分数的上半部分,分母(denominator)是下半部分。
你还需要代数基本功:通分、展开括号和因式分解。大部分恒等式证明,其实就是用了三角符号的代数。
恒等式题长什么样?
先看一道引导例题。化简 (1 − cos²x) / (sin x cos x)。
- 分子对应改写后的恒等式:sin²x + cos²x = 1,所以 1 − cos²x = sin²x。
- 分数变成 sin²x / (sin x cos x)。
- 约去分子和分母共同的因式 sin x,得 sin x / cos x。
- 用 tan x = sin x / cos x,答案是 tan x。
第 3 步只有在 sin x ≠ 0 时才允许,而原分数还要求 cos x ≠ 0。用 x = 30° 快速检查:原式为 0.25 / (0.5 × 0.866) ≈ 0.577,而 tan 30° ≈ 0.577。
应该按什么顺序学这几课?
- 用基本恒等式改写式子:从这里开始,因为之后每项技能都要靠认出 sin²x + cos²x = 1 及其两个衍生式。
- 证明恒等式,但不能假设结论:“证明”题的做法:只处理一边。
- 代入前先化简:用恒等式把难算的题变短。
- 写出三角恒等式的排除值:恒等式在哪些角度失效,以及为什么重要。
- 找出无效的约分:这个课题里最容易丢分的代数错误。
然后做综合练习。每次出错时,用错题记录与重测队列记下是哪一步出了问题。
有哪些常见陷阱?
- 漏掉平方。 把 1 − sin²x 写成 cos x,而不是 cos²x。
- 约去项而不是因式。 (sin x + cos x) / cos x 并不等于 sin x + 1。
- 同时处理等式两边。 证明要一行一行写,显示左边变成右边。
- 忘记排除值。 除以 cos x 就悄悄假设了 cos x ≠ 0。
- 把 tan x = 3 当成 sin x = 3。 3 是比值,不是正弦值。
练习卷该怎么用?
请在纸上按顺序做题,不看笔记,并在没把握的化简旁边写一个检验值(例如 x = 30°)。做完自己的答案,再打开解答。练习卷末尾的对照表会告诉你,每种错误应该回到哪一课。
整体复习路线可以看附加数学学习指南;下一个模块三角方程与图像会用这些恒等式解方程。如果你看得懂例题,面对空白的题目却不知道先用哪条恒等式,可以在一对一线上附加数学补习里请老师看你写的前两行,教你怎么选方向。