如果\( \tan \theta=\frac{12}{13} \),求\( \frac{2 \sin \theta \cos \theta}{\cos ^{2} \theta-\sin ^{2} \theta} \)的值。


已知

$tan\ \theta = \frac{12}{13}$。

要求

我们必须找到\( \frac{2 \sin \theta \cos \theta}{\cos ^{2} \theta-\sin ^{2} \theta} \)的值。

解:  

假设在直角三角形 $ABC$ 中,$\angle B = 90^\circ$ 且 $\ tan\ \theta = tan\ A=\frac{12}{13}$。

我们知道,

在以 $B$ 为直角的直角三角形 $ABC$ 中,

根据勾股定理,

$AC^2=AB^2+BC^2$

根据三角函数定义,

$sin\ \theta=\frac{对边}{斜边}=\frac{BC}{AC}$

$cos\ \theta=\frac{邻边}{斜边}=\frac{AB}{AC}$

$tan\ \theta=\frac{对边}{邻边}=\frac{BC}{AB}$

这里,

$AC^2=AB^2+BC^2$

$\Rightarrow AC^2=(13)^2+(12)^2$

$\Rightarrow AC^2=169+144$

$\Rightarrow AC=\sqrt{313}$

因此,

$sin\ \theta=\frac{BC}{AC}=\frac{12}{\sqrt{313}}$

$cos\ \theta=\frac{AB}{AC}=\frac{13}{\sqrt{313}}$

这意味着,

$\frac{2 \sin \theta \cos \theta}{\cos ^{2} \theta-\sin ^{2} \theta}=\frac{2\times \left(\frac{12}{\sqrt{313}}\right) \times \left(\frac{13}{\sqrt{313}}\right)}{\left(\frac{13}{\sqrt{313}}\right)^{2} -\left(\frac{12}{\sqrt{313}}\right)^{2}}$

$=\frac{\frac{312}{313}}{\frac{169-144}{313}}$

$=\frac{312}{25}$

\( \frac{2 \sin \theta \cos \theta}{\cos ^{2} \theta-\sin ^{2} \theta} \)的值为\( \frac{312}{25} \)。

更新于: 2022年10月10日

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