磁暴科技:三角函数变化形象理解。
先看一个接单题:
- 化简 \(\sin x+\sin(\frac{2}{3}\pi+x)\)。
右边暴力拆一下就可以得到答案是 \(\sin (x+\frac{\pi}{3})\) 。
但是这非常优美,多个加起来就不太好化简。
此时一个很牛的科技是,注意到由于:
\[\sin(a+b)=\sin a\cos b+\sin b\cos a
\]
我们钦定一个直角坐标系,横坐标表示 \(\sin x\),纵坐标表示 \(\cos x\),那么就把所有 \(A\sin (x+\varphi)\) 都表示为这个坐标系上的一个向量,这个向量的角度就是 \(\varphi\)。
比如 \(\sin x\) 就是 \((1,0)\),\(\sin (\frac{2}{3}\pi +x)\) 就是 \((-1/2,\frac{\sqrt{3}}{2})\) 。
然后惊人地发现,函数相加可以直接表示为向量相加,因为三角函数为线性变换。
那就因此直接向量加一下就可以得到需要转的角度了。
其实就是一个三角函数的拆分,但是非常形象。
\(A\) 的影响就是,向量模长去乘以 \(A\) 即可。
这样做起来就非常快,比如说:
\[\sin x+2\sin(\frac{2}{3}\pi+x)=\sqrt{3} \cos x
\]
还能用这个来证明和差化积。