问题
解答题
已知α,β∈R,写出用cosα,cosβ,sinα,sinβ表示cos(α-β)的关系等式,并证明这个关系等式.
答案
cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ.-----(2分)
证明:如图,在平面直角坐标系xoy内作单位圆O,以Ox为始边作角α、β,它们的终边与单位圆的交点分别为A,B.
则
=(cosα,sinα),OA
=(cosβ,sinβ),OB
由向量数量积的定义,有
•OA
=|OB
|•|OA
|cos<OB
,OA
>=cos<OB
,OA
>,OB
由向量数量积的坐标表示,有
•OA
=cosαcosβ+sinαsinβ.OB
于是cos<
,OA
>=cosαcosβ+sinαsinβ.①------(7分)OB
对于任意的α、β,总可选取适当的整数k,使得 α-β=<
,OA
>+2kπ,或α-β=-<OB
,OA
>+2kπ,OB
故对于任意的α、β,总有 cos(α-β)=cos<
,OA
>成立,带入①式得,OB
对 α、β∈R,总有cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ 成立.------(12分)