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输入计算

数学公式

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结果

cos(2θ)
0.5
at 2θ = 60°
cos θ 0.866025
sin θ 0.5
cos²θ − sin²θ 0.5

什么是 cos(2θ) 二倍角计算器?

这个工具用于计算 cos(2θ),也就是某个角度二倍的余弦值。你可以输入以「度」或「弧度」表示的任意角度 θ,它都能给出结果。它的核心就是余弦二倍角公式——这是三角学中的基础内容,在物理、工程、信号处理以及微积分化简中都被广泛使用。

如何使用

输入角度 θ,选择单位是「度」还是「弧度」,计算器就会返回 cos(2θ),并同时给出 cos θ 和 sin θ,方便你自己动手验证这个公式。负角度以及大于 360°(或 2π)的角度都完全支持。

公式详解

余弦二倍角公式如下:

$$\cos(2\theta) = \cos^2\theta - \sin^2\theta = 2\cos^2\theta - 1 = 1 - 2\sin^2\theta$$

由于勾股恒等式 \(\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1\),这三种写法在代数上完全等价。计算器会直接算出 \(\cos(2\theta)\),再把 \(\cos\theta\) 和 \(\sin\theta\) 一并显示出来,这样你就能确认 \(\cos^2\theta - \sin^2\theta\) 是否与结果吻合。

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单位圆显示角度 theta 和倍角 2theta,以及在横轴上的余弦投影
在单位圆上,\(\cos(2\theta)\) 是角度 \(2\theta\) 处点的横坐标。

实例演算

以 θ = 30° 为例:\(\cos 30° = 0.866025\),\(\sin 30° = 0.5\)。于是 $$\cos^2\theta - \sin^2\theta = 0.75 - 0.25 = 0.5$$而 \(\cos(60°)\) 恰好等于 0.5,公式得到验证。

余弦波与 cos(2theta) 波叠加绘制,展示频率加倍
\(\cos(2\theta)\) 曲线的振荡速度是 \(\cos(\theta)\) 的两倍。

常见问题

支持弧度吗? 支持——选择「弧度」选项,再以弧度输入 θ(例如 \(\pi/6 \approx 0.5236\))。

为什么要显示 cos θ 和 sin θ? 因为它们可以让你通过 \(\cos^2\theta - \sin^2\theta\) 来复核结果。

45° 时 cos(2θ) 等于多少? 等于 \(\cos(90°) = 0\),因为 \(\cos^2 45° - \sin^2 45° = 0.5 - 0.5 = 0\)。

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