在数学中,三角函数是一个非常重要的知识点,而其中正切函数(tangent)是基础之一。今天我们就来探讨一个有趣的问题:tan15°等于多少?
首先,我们需要了解一些基本概念。正切函数的定义为对边与邻边的比值,即 tanθ = 对边 / 邻边。对于特殊角如 30°、45°、60° 等,我们可以通过几何图形或单位圆轻松得出其正切值。然而,对于非特殊角如 15°,就需要借助一些技巧来计算了。
方法一:利用角度差公式
我们知道,15° 可以表示为 45° - 30°。因此可以使用正切函数的角度差公式:
\[
\tan(A - B) = \frac{\tan A - \tan B}{1 + \tan A \cdot \tan B}
\]
将 A 设为 45°,B 设为 30°,则有:
\[
\tan 15° = \frac{\tan 45° - \tan 30°}{1 + \tan 45° \cdot \tan 30°}
\]
根据特殊角的正切值,tan 45° = 1,tan 30° = √3/3,代入后可得:
\[
\tan 15° = \frac{1 - \frac{\sqrt{3}}{3}}{1 + 1 \cdot \frac{\sqrt{3}}{3}}
\]
化简后得到:
\[
\tan 15° = 2 - \sqrt{3}
\]
方法二:利用半角公式
另一种方法是通过半角公式求解。由于 15° 是 30° 的一半,我们可以用正切函数的半角公式:
\[
\tan \frac{\theta}{2} = \frac{1 - \cos \theta}{\sin \theta}
\]
令 θ = 30°,则有:
\[
\tan 15° = \frac{1 - \cos 30°}{\sin 30°}
\]
已知 cos 30° = √3/2,sin 30° = 1/2,代入后可得:
\[
\tan 15° = \frac{1 - \frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{1}{2}} = 2 - \sqrt{3}
\]
结论
无论采用哪种方法,最终结果都是一致的。因此,我们可以得出结论:
\[
\tan 15° = 2 - \sqrt{3}
\]
这个结果虽然看似复杂,但通过合理的推导过程,我们可以清晰地理解其背后的逻辑。掌握这些方法不仅有助于解决类似问题,还能帮助我们更好地理解三角函数的本质。希望本文能对你有所帮助!