数学公式

乘法公式

  1. 分配律:(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd/,/!
  2. 和平方 :(a+b)^2=a^2+2ab+b^2/,/!
    • 三数和平方 :(a+b+c)^2=a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ca/,/!
  3. 差平方(a-b)^2=a^2-2ab+b^2/,/!
  4. 平方差 a^2-b^2=(a+b)(a-b)/,/!
  5. 和立方(a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3/,/!
  6. 差立方 (a-b)^3=a^3-3a^2b+3ab^2-b^3/,/!
  7. 立方和a^3+b^3=(a+b)(a^2-ab+b^2)/,/!
  8. 立方差 a^3-b^3=(a-b)(a^2+ab+b^2)/,/!
  9. a^3+b^3+c^3-3abc=(a+b+c)(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca)/,/!
  10. a^4+a^2b^2+b^4=(a^2+ab+b^2)(a^2-ab+b^2)/,/!

二倍角公式

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二倍角公式 是数学 三角函数 中常用的一组公式,通过角α 的三角函数值的一些变换关系来表示其二倍角 的三角函数值,二倍角公式包括正弦二倍角公式、余弦二倍角公式以及正切二倍角公式。二倍角公式均可通过和角公式 推出。

正弦二倍角公式

此式就是正弦二倍角公式

/sin{2 /alpha} = 2 /cos /alpha /sin /alpha /,

[编辑 ] 余弦二倍角公式

余弦二倍角公式 有三组表示形式,三组形式等价:

/cos{2 /alpha} =  2 /cos{^2}{/alpha} - 1/,
/cos{2 /alpha} =  1 - 2 /sin{^2}{/alpha}/,
/cos{2 /alpha} =  /cos{^2}{/alpha} - /sin{^2}{/alpha}/,

[编辑 ] 正切二倍角公式

此式就是正切二倍角公式

/tan{2 /alpha} = /frac{2 /tan{/alpha}}{1 - /tan{^2}{/alpha}}

诱导公式

诱导公式 是数学 三角函数 中将角度比较大的三角函数利用角 的周期性,转换为角度比较小的三角函数。主要有以下几条变换公式:

公式一

  • sin(2kπ+α)=sinα
  • cos(2kπ+α)=cosα
  • tan(2kπ+α)=tanα
  • cot(2kπ+α)=cotα

[编辑 ] 公式二

  • sin(2π-α)=-sinα
  • cos(2π-α)=cosα
  • tan(2π-α)=-tanα
  • cot(2π-α)=-cotα

[编辑 ] 公式三

  • sin(π+α)=-sinα
  • cos(π+α)=-cosα
  • tan(π+α)=tanα
  • cot(π+α)=cotα

[编辑 ] 公式四

  • sin(π-α)=sinα
  • cos(π-α)=-cosα
  • tan(π-α)=-tanα
  • cot(π-α)=-cotα

[编辑 ] 公式五

  • sin(-α)=-sinα
  • cos(-α)=cosα
  • tan(-α)=-tanα
  • cot(-α)=-cotα

[编辑 ] 公式六

  • sin(π/2+α)=-cosα
  • cos(π/2+α)=sinα
  • tan(π/2+α)=-cotα
  • cot(π/2+α)=-tanα
  • sin(π/2-α)=cosα
  • cos(π/2-α)=sinα
  • tan(π/2-α)=cotα
  • cot(π/2-α)=tanα

值得注意的是,公式一至六其实是存在着内在联系的,可以写成以下形式:

  • sin(kπ/2+α)
  • cos(kπ/2+α)
  • tan(kπ/2+α)
  • cot(kπ/2+α)

(k∈Z)

可用如下口诀将联系记忆起来:“奇变偶不变,符号看象限 ”。意思为,当K为奇数 时,sin变为cos,cos变为sin,tan变为cot,cot变为tan,而K为偶数 时,三角函数则不变换。

对于正负号,则要看最后角所在的象限进行判断。

角平分线长公式

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在数学 中,角平分线长公式 是已知三角形 三条边的长度 时计算内角平分线 长度的公式。在三角形/triangle ABC中, 若将角A的角平分线记为t a , 角B的角平分线记为t b , 角C的角平分线记为t c , 那么它们长度可用如下公式计算:

t a = /frac{2}{b+c}/sqrt{bcs(s-a)} ,
t b = /frac{2}{c+a}/sqrt{cas(s-b)} ,
t c = /frac{2}{a+b}/sqrt{abs(s-c)} ,

其中的s 是半周长。

[编辑 ] 推导

数学公式_第1张图片
三角形ABC以及关于角B的平分线

如右图,设BE为/angle ABC中角B的平分线,交边AC于E,则/angle ABE=/angle EBC,BE=t b 。下面证明角平分线长

t b = /frac{2}{c+a}/sqrt{cas(s-b)}


首先,/angle AEB+/angle CEB=180 °(互为邻补角 ),因此有 /sin /angle AEB =/sin /angle CEB

根据正弦定理 ,在三角形ABE中,/frac{/sin /angle ABE}{x}=/frac{/sin /angle AEB}{c} ,即/frac{/sin /angle ABE}{/sin /angle AEB}=/frac{x}{c} 。同样地,在三角形BCE中,/frac{/sin /angle CBE}{y}=/frac{/sin /angle CEB}{a} ,也就是/frac{/sin /angle CBE}{/sin /angle CEB}=/frac{y}{a} 。 另一方面,/sin /angle ABE= /sin /angle CBE ,并且/sin /angle AEB=/sin/angle CEB ,因此得到/frac{x}{c}=/frac{y}{a} 。 注意到x + y = b ,代入上式,消去x 之后就可得到y=/frac{ab}{c+a}

接下来,在三角形BCE中,根据余弦定理 ,有:

t_b^2=a^2+y^2-2ay/cos /angle BCA ....(1)
然而 /cos /angle BCA = /frac{a^2+b^2-c^2}{2ab} ,把 /cos /angle BCA 以及 y 的表达式代入(1)式中,得到
t_b^2=a^2+(/frac{ab}{c+a})^2-2a(/frac{ab}{c+a})(/frac{a^2+b^2-c^2}{2ab})

化简之后就可以得到角平分线长公式:

t_b^2=/frac{ca}{(c+a)^2}(c^2+2ca+a^2-b^2)=/frac{ca}{(c+a)^2}(c+a+b)(c+a-b)
设s为半周长, 即 s=/frac{a+b+c}{2} ,则可以将公式写成
t_b^2=/frac{ca}{(c+a)^2}(2s)(2s-2b)
t_b=/frac{2}{c+a}/sqrt{cas(s-b)}

同理,可证得其他两式。

海伦公式

假设有一个三角形,边长分别为a ,b ,c ,三角形的面积S 可由以下公式求得:

S=/sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)} ,这里 p=/frac{a+b+c}{2}

与希罗在他的著作《Metrica》中的原始证明不同,在此我们用三角公式和公式变形来证明。设三角形的三边a ,b ,c 的对角分别为A ,B ,C ,则余弦定理 为

/cos(C) = /frac{a^2+b^2-c^2}{2ab}

从而有

/sin(C) = /sqrt{1-/cos^2(C)}
= /sqrt{(1+/cos C)(1-/cos C)}
=/sqrt{/left( 1+/frac{a^2+b^2-c^2}{2ab} /right) /left( 1-/frac{a^2+b^2-c^2}{2ab} /right)}
=/sqrt{/left( /frac{(a+b)^2-c^2}{2ab} /right) /left( /frac{c^2-(a-b)^2}{2ab} /right)}
=/frac{/sqrt{(a+b+c)(a+b-c)(c+a-b)(c-a+b)}}{2ab}
=/frac{/sqrt{(2p)(2p-2c)(2p-2b)(2p-2a)}}{2ab}
=/frac{2}{ab} /sqrt{(p)(p-c)(p-b)(p-a)}

因此三角形的面积S

S  =  /frac{1}{2}ab /sin(C)
=  /frac{ab}{2} /; /frac{2}{ab} /sqrt{(p)(p-a)(p-b)(p-c)}

=  /sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}


欧拉-笛卡尔公式

欧拉-笛卡儿公式 ,是几何学 中的一个公式 。

该公式的内容为:在任意凸多面体 ,设V 为顶点数,E 为棱数,F 是面数,则V E + F = 2

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