该公式搭建了复数与指数函数之间的桥梁,而复数又可以用三角函数表示,所以该公式也搭建起了三角函数与指数函数的桥梁。
如此,利用该公式,很多三角函数的问题可以用指数函数来解决。
该公式的证明有很多种方法,如麦克劳林展开式(Maclaurin's Series)。
根据欧拉定理
得
式(1)
式(2)
对比(1)式和(2)式,即得到和的三角公式:
式(3)
式(3)
式(4)
对上述β取反,得到差的三角公式:
式(5)
式(6)
(6)-(4)得积化和差公式:
式(7)
(3)+(5)得积化和差公式:
式(8)
(3)-(5)得积化和差公式:
式(9)
(4)+(6)得积化和差公式:
式(10)
利用式(8),求得
也即
同样的方法,可以求得
式(7)中,令β=α,则得到
对上式中的α取半,得到降幂公式
进而得到半角公式
同样,式(10)中,令β=α,则得到
对上式中的α取半,得
进而得到半角公式:
不同的三角函数之间存在关联,有时候可以相互转化,由一个公式可以推导出另一个公式。学习者达到融会贯通的境界时,能从中获得一种乐趣。