【tan15度怎么算】在三角函数中,tan15°是一个常见的角度,虽然它不是特殊角(如30°、45°、60°等),但可以通过一些数学方法进行计算。以下是关于“tan15度怎么算”的详细总结与计算方式。
一、基本概念
正切函数(tan)是直角三角形中对边与邻边的比值,即:
$$
\tan\theta = \frac{\text{对边}}{\text{邻边}}
$$
对于15°角来说,我们通常需要通过公式或已知角度的组合来计算其正切值。
二、计算方法
方法一:使用差角公式
我们可以将15°看作45° - 30°,利用正切的差角公式:
$$
\tan(A - B) = \frac{\tan A - \tan B}{1 + \tan A \cdot \tan B}
$$
代入A=45°,B=30°:
$$
\tan(15°) = \tan(45° - 30°) = \frac{\tan 45° - \tan 30°}{1 + \tan 45° \cdot \tan 30°}
$$
已知:
- $\tan 45° = 1$
- $\tan 30° = \frac{\sqrt{3}}{3}$
代入计算:
$$
\tan 15° = \frac{1 - \frac{\sqrt{3}}{3}}{1 + 1 \cdot \frac{\sqrt{3}}{3}} = \frac{\frac{3 - \sqrt{3}}{3}}{\frac{3 + \sqrt{3}}{3}} = \frac{3 - \sqrt{3}}{3 + \sqrt{3}}
$$
为了进一步化简,可以有理化分母:
$$
\tan 15° = \frac{(3 - \sqrt{3})^2}{(3 + \sqrt{3})(3 - \sqrt{3})} = \frac{9 - 6\sqrt{3} + 3}{9 - 3} = \frac{12 - 6\sqrt{3}}{6} = 2 - \sqrt{3}
$$
因此,
$$
\tan 15° = 2 - \sqrt{3}
$$
方法二:使用半角公式
15°也可以看作30°的一半,使用半角公式:
$$
\tan\left(\frac{\theta}{2}\right) = \frac{1 - \cos\theta}{\sin\theta}
$$
取θ=30°,则:
$$
\tan 15° = \frac{1 - \cos 30°}{\sin 30°}
$$
已知:
- $\cos 30° = \frac{\sqrt{3}}{2}$
- $\sin 30° = \frac{1}{2}$
代入计算:
$$
\tan 15° = \frac{1 - \frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{1}{2}} = 2 \left(1 - \frac{\sqrt{3}}{2}\right) = 2 - \sqrt{3}
$$
同样得到结果:$\tan 15° = 2 - \sqrt{3}$
三、数值近似
如果需要具体的数值近似值,可以使用计算器或查表得出:
$$
\tan 15° \approx 0.2679
$$
而根据精确表达式 $2 - \sqrt{3}$ 的数值为:
$$
2 - \sqrt{3} \approx 2 - 1.732 = 0.268
$$
两者非常接近,说明计算正确。
四、总结表格
| 计算方法 | 公式 | 结果 |
| 差角公式 | $\tan(45° - 30°)$ | $2 - \sqrt{3}$ |
| 半角公式 | $\tan\left(\frac{30°}{2}\right)$ | $2 - \sqrt{3}$ |
| 数值近似 | - | ≈ 0.2679 |
五、小结
tan15°可以通过多种数学方法进行计算,其中最常用的是差角公式和半角公式。最终结果为 $2 - \sqrt{3}$,其数值约为0.2679。掌握这些方法有助于理解三角函数的运算逻辑,并在实际问题中灵活应用。


