几天前看到一篇文章,介绍这个公式,感觉还是我自己写一次比较容易懂,不要《走近科学》遮遮掩掩的风格。

我们首先来考虑两个模为1的复数

cosα isinα, cosβ isinβ

我们将两数相乘得

(cosα isinα)(cosβ isinβ)

=(cosα⋅cosβ−sinα⋅sinβ) (cosα⋅sinβ cosβ⋅sinα)i

=cos(α β) isin(α β)

我们得到一个非常简洁的复数乘法规律

(cosα isinα)(cosβ isinβ)=cos(α β) isin(α β)

于是,我们可以得到

tan的两角和计算公式(tan的倍角公式)(1)

这就是复数的乘方,当然我们也可以得到

tan的两角和计算公式(tan的倍角公式)(2)

现在我们用二项式定理处理上式的左边

tan的两角和计算公式(tan的倍角公式)(3)

考虑到i的乘方性质

tan的两角和计算公式(tan的倍角公式)(4)

于是

tan的两角和计算公式(tan的倍角公式)(5)

分开即可得

tan的两角和计算公式(tan的倍角公式)(6)

两式相除得

tan的两角和计算公式(tan的倍角公式)(7)

当然,我一点也不希望朋友们去记这个公式,说实在,记不住也没必要。

非要记得话,可以这样记,将

tan的两角和计算公式(tan的倍角公式)(8)

奇数项丢分子,偶数项丢分母,再一正一负加起来即可。

我觉得推导过程中用到的“复数乘法 二项式定理”有趣的很,可以用于茶余饭后向学弟学妹吹嘘。

注意:别太难了,否则后果自负。

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