cos2x等于什么公式

2026年09月10日 02:21
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cos2x的公式为cos2x = (cosx)² - (sinx)² = 2(cosx)² - 1 = 1 - 2(sinx)²

公式推导过程
  1. 基于余弦加法公式余弦加法公式为:cos(A + B) = cosA·cosB - sinA·sinBA = B = x,则:cos2x = cos(x + x) = cosx·cosx - sinx·sinx = (cosx)² - (sinx)²

  2. 转换为仅含cosx的表达式利用三角恒等式 (sinx)² = 1 - (cosx)²,代入上式:cos2x = (cosx)² - [1 - (cosx)²] = 2(cosx)² - 1

  3. 转换为仅含sinx的表达式利用三角恒等式 (cosx)² = 1 - (sinx)²,代入原始推导结果:cos2x = [1 - (sinx)²] - (sinx)² = 1 - 2(sinx)²

公式应用说明
  • 形式选择:根据已知条件选择合适形式。若已知 cosx,优先用 2(cosx)² - 1;若已知 sinx,优先用 1 - 2(sinx)²;若需同时涉及 sinxcosx,则用 (cosx)² - (sinx)²
  • 简化计算:例如,已知 sinx = 1/2,求 cos2x 时,直接代入 1 - 2(sinx)²1 - 2×(1/2)² = 1/2
拓展:cos3x的公式推导
  1. 利用余弦加法公式cos3x = cos(2x + x) = cos2x·cosx - sin2x·sinx

  2. 代入倍角公式

    cos2x = 2(cosx)² - 1

    sin2x = 2sinx·cosx代入后得:cos3x = [2(cosx)² - 1]·cosx - [2sinx·cosx]·sinx

  3. 展开并简化cos3x = 2(cosx)³ - cosx - 2(sinx)²·cosx再次利用 (sinx)² = 1 - (cosx)²,替换 (sinx)²cos3x = 2(cosx)³ - cosx - 2[1 - (cosx)²]·cosx= 2(cosx)³ - cosx - 2cosx + 2(cosx)³= 4(cosx)³ - 3cosx

最终结果cos3x = 4(cosx)³ - 3cosx

总结
  • cos2x 的三种等价形式适用于不同场景,核心推导基于余弦加法公式和三角恒等式。
  • cos3x 的推导需结合 cos2xsin2x 的倍角公式,并通过代数简化得到仅含 cosx 的多项式。