cos a
这就是直接的答案。但要理解这个答案,我们需要从不同角度剖析,如同剥洋葱一样,层层深入:
1. 几何直观(三角函数定义)
想象一个单位圆(半径为1的圆)。 在第一象限取一个角度a,并构建一个直角三角形,其中a是其中一个锐角。 那么:
- sin(a) = 对边 / 斜边
- cos(a) = 邻边 / 斜边
由于是单位圆,斜边长度为1,所以sin(a)实际上就是对边的长度,cos(a)就是邻边的长度。
现在,考虑角度90° – a。 同样构建一个直角三角形。这个新的三角形与之前的三角形是互余的。 也就是说,90° – a 的 对边 正好是 a 的 邻边。 而斜边仍然是1。
因此,sin(90° – a) = (90°-a的对边) / 斜边 = (a的邻边) / 斜边 = cos(a)。
2. 公式推导 (和角公式/诱导公式)
我们也可以利用三角函数的和角公式来推导:
sin(x – y) = sin(x)cos(y) – cos(x)sin(y)
令 x = 90°,y = a,代入上式:
sin(90° – a) = sin(90°)cos(a) – cos(90°)sin(a)
我们知道:
- sin(90°) = 1
- cos(90°) = 0
所以:
sin(90° – a) = 1 * cos(a) – 0 * sin(a) = cos(a)
3. 记忆口诀(诱导公式)
诱导公式有一句口诀:“奇变偶不变,符号看象限”。 这句话的意思是:
- 奇变偶不变: 指的是函数名是否改变。 如果角度是π/2 (90°)的奇数倍,函数名要改变(正弦变余弦,余弦变正弦,正切变余切,反之亦然)。如果是π/2 (90°)的偶数倍,函数名不变。
- 符号看象限: 将”a”看作锐角,判断原函数在90°-a所在的象限的符号(注意是原函数,即sin的符号)。
对于sin(90° – a):
- 90°是π/2的奇数倍,所以sin变cos。
- 90° – a 在第一象限(因为a被视为锐角),而sin在第一象限为正。
因此,sin(90° – a) = + cos(a) = cos(a)。
4. 特殊角度验证
为了加深理解,我们可以代入一些特殊角度进行验证:
-
a = 0°: sin(90° – 0°) = sin(90°) = 1。 cos(0°) = 1。 结论成立。
-
a = 30°: sin(90° – 30°) = sin(60°) = √3 / 2。 cos(30°) = √3 / 2。 结论成立。
-
a = 45°: sin(90° – 45°) = sin(45°) = √2 / 2。 cos(45°) = √2 / 2。 结论成立。
总结
无论从几何、公式、记忆口诀还是特殊角度验证的角度,都可以得出结论:sin(90° – a) = cos(a)。 掌握这个公式可以简化许多三角函数计算问题。