题目内容
“无字证明”(proofs without words),就是将数学命题用简单、有创意而且易于理解的几何图形来呈现.请利用图甲、图乙中阴影部分的面积关系,写出该图所验证的一个三角恒等变换公式: .
【答案】分析:左右图中大矩形的面积相等,左边的图中阴影部分的面积为 S1=sin(α+β),在右边的图中,阴影部分的面积 S2 等于2个阴影小矩形的面积之和,等于sinαcosβ+cosαsinβ.而面积 S2 还等于大矩形得面积S 减去2个小空白矩形的面积,再由
2个图中空白部分的面积相等,可得S1 =S2 ,从而得出结论.
解答:解:在左边的图中大矩形的面积S=(cosβ+cosα)(sinβ+sinα)
=sinβcosβ+cosβsinα+cosαsinα+sinβcosα+sinαcosα=sin(α+β)+sinβcosβ+sinαcosα.
用大矩形的面积S减去4个直角三角形的面积就等于阴影部分的面积 S1 .
空白部分的面积等于4个直角三角形的面积,即2×(
+
sinαcosα)=sinβcosβ+sinαcosα.
故阴影部分的面积 S1 =S-sinβcosβ+sinαcosα=sin(α+β).
而在右边的图中阴影部分的面积 S2 等于2个阴影小矩形的面积之和,即S2=sinαcosβ+cosαsinβ.
在右边的图中大矩形的面积也等于S,S2等于大矩形得面积S 减去2个小空白矩形的面积,
而2个空白矩形的面积之和,即sinβcosβ+sinαcosα,
故左图中空白部分的面积等于右图中空白部分的面积.
故左右图中阴影部分的面积也相等,即 S1 =S2 ,故有sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ,
故答案为 sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ.
点评:本题主要考查三角函数的恒等式的证明,体现了转化的数学思想,属于中档题.
2个图中空白部分的面积相等,可得S1 =S2 ,从而得出结论.
解答:解:在左边的图中大矩形的面积S=(cosβ+cosα)(sinβ+sinα)
=sinβcosβ+cosβsinα+cosαsinα+sinβcosα+sinαcosα=sin(α+β)+sinβcosβ+sinαcosα.
用大矩形的面积S减去4个直角三角形的面积就等于阴影部分的面积 S1 .
空白部分的面积等于4个直角三角形的面积,即2×(
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故阴影部分的面积 S1 =S-sinβcosβ+sinαcosα=sin(α+β).
而在右边的图中阴影部分的面积 S2 等于2个阴影小矩形的面积之和,即S2=sinαcosβ+cosαsinβ.
在右边的图中大矩形的面积也等于S,S2等于大矩形得面积S 减去2个小空白矩形的面积,
而2个空白矩形的面积之和,即sinβcosβ+sinαcosα,
故左图中空白部分的面积等于右图中空白部分的面积.
故左右图中阴影部分的面积也相等,即 S1 =S2 ,故有sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ,
故答案为 sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ.
点评:本题主要考查三角函数的恒等式的证明,体现了转化的数学思想,属于中档题.
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