角函數(shù)(Trigonometric)是數(shù)學(xué)中屬于初等函數(shù)中的超越函數(shù)的一類函數(shù)。它們的本質(zhì)是任意角的集合與一個(gè)比值的集合的變量之間的映射。通常的三角函數(shù)是在平面直角坐標(biāo)系中定義的,其定義域?yàn)檎麄€(gè)實(shí)數(shù)域。另一種定義是在直角三角形中,但并不完全?,F(xiàn)代數(shù)學(xué)把它們描述成無窮數(shù)列的極限和微分方程的解,將其定義擴(kuò)展到復(fù)數(shù)系。它包含六種基本函數(shù):正弦、余弦、正切、余切、正割、余割。由于三角函數(shù)的周期性,它并不具有單值函數(shù)意義上的反函數(shù)。三角函數(shù)在復(fù)數(shù)中有較為重要的應(yīng)用。在物理學(xué)中,三角函數(shù)也是常用的工具。
起源
“三角學(xué)”,英文Trigonometry,法文Trigonometrie,德文Trigonometrie,都來自拉丁文 Trigonometria?,F(xiàn)代三角學(xué)一詞最初見于希臘文。最先使用Trigonometry這個(gè)詞的是皮蒂斯楚斯( Bartholomeo Pitiscus,1516-1613),他在1595年出版一本著作《三角學(xué):解三角學(xué)的簡明處理》,創(chuàng)造了這個(gè)新詞。它是由τριγωυου(三角學(xué))及μετρει υ(測量)兩字構(gòu)成的,原意為三角形的測量,或者說解三角形。古希臘文里沒有這個(gè)字,原因是當(dāng)時(shí)三角學(xué)還沒有形成一門獨(dú)立的科學(xué),而是依附于天文學(xué)。因此解三角形構(gòu)成了古代三角學(xué)的實(shí)用基礎(chǔ)。
早期的解三角形是因天文觀測的需要而引起的。還在很早的時(shí)候,由于墾殖和畜牧的需要,人們就開始作長途遷移;后來,貿(mào)易的發(fā)展和求知的欲望,又推動(dòng)他們?nèi)ラL途旅行。在當(dāng)時(shí),這種遷移和旅行是一種冒險(xiǎn)的行動(dòng)。人們穿越無邊無際、荒無人煙的草地和原始森林,或者經(jīng)水路沿著海岸線作長途航行,無論是那種方式,都首先要明確方向。那時(shí),人們白天拿太陽作路標(biāo),夜里則以星星為指路燈。太陽和星星給長期跋山涉水的商隊(duì)指出了正確的道路,也給那些沿著遙遠(yuǎn)的異域海岸航行的人指出了正確方向。
就這樣,最初的以太陽和星星為目標(biāo)的天文觀測,以及為這種觀測服務(wù)的原始的三角測量就應(yīng)運(yùn)而生了。因此可以說,三角學(xué)是緊密地同天文學(xué)相聯(lián)系而邁出自己發(fā)展史的第一步的
同角
三角函數(shù)的基本關(guān)系式
倒數(shù)關(guān)系:
商的關(guān)系:
平方關(guān)系:
tanα ·cotα=1
sinα ·cscα=1
cosα ·secα=1
sinα/cosα=tanα=secα/cscα
cosα/sinα=cotα=cscα/secα
sin2α+cos2α=1
1+tan2α=sec2α
1+cot2α=csc2α
誘導(dǎo)公式
sin(-α)=-sinα
cos(-α)=cosα tan(-α)=-tanα
cot(-α)=-cotα
sin(π/2-α)=cosα
cos(π/2-α)=sinα
tan(π/2-α)=cotα
cot(π/2-α)=tanα
sin(π/2+α)=cosα
cos(π/2+α)=-sinα
tan(π/2+α)=-cotα
cot(π/2+α)=-tanα
sin(π-α)=sinα
cos(π-α)=-cosα
tan(π-α)=-tanα
cot(π-α)=-cotα
sin(π+α)=-sinα
cos(π+α)=-cosα
tan(π+α)=tanα
cot(π+α)=cotα
sin(3π/2-α)=-cosα
cos(3π/2-α)=-sinα
tan(3π/2-α)=cotα
cot(3π/2-α)=tanα
sin(3π/2+α)=-cosα
cos(3π/2+α)=sinα
tan(3π/2+α)=-cotα
cot(3π/2+α)=-tanα
sin(2π-α)=-sinα
cos(2π-α)=cosα
tan(2π-α)=-tanα
cot(2π-α)=-cotα
sin(2kπ+α)=sinα
cos(2kπ+α)=cosα
tan(2kπ+α)=tanα
cot(2kπ+α)=cotα
(其中k∈Z)
兩角和與差的
三角函數(shù)公式萬能公式
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ
cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ
cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ
tanα+tanβ
tan(α+β)=——————
1-tanα ·tanβ
tanα-tanβ
tan(α-β)=——————
1+tanα ·tanβ
2tan(α/2)
sinα=——————
1+tan2(α/2)
1-tan2(α/2)
cosα=——————
1+tan2(α/2)
2tan(α/2)
tanα=——————
1-tan2(α/2)
半角的正弦、余弦和正切公式
三角函數(shù) 的降冪公式
二倍角的正弦、余弦和正切公式
三倍角的正弦、余弦和正切公式
sin2α=2sinαcosα
cos2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α
2tanα
tan2α=—————
1-tan2α
sin3α=3sinα-4sin3α
cos3α=4cos3α-3cosα
3tanα-tan3α
tan3α=——————
1-3tan2α
三角函數(shù)的和差化積公式
三角函數(shù)的積化和差公式
α+β α-β
sinα+sinβ=2sin—--·cos—-—
2 2
α+β α-β
sinα-sinβ=2cos—--·sin—-—
2 2
α+β α-β
cosα+cosβ=2cos—--·cos—-—
2 2
α+β α-β
cosα-cosβ=-2sin—--·sin—-—
2 2 1
sinα ·cosβ=-[sin(α+β)+sin(α-β)]
2
1
cosα ·sinβ=-[sin(α+β)-sin(α-β)]
2
1
cosα ·cosβ=-[cos(α+β)+cos(α-β)]
2
1
sinα ·sinβ=- -[cos(α+β)-cos(α-β)]
2
化asinα ±bcosα為一個(gè)角的一個(gè)三角函數(shù)的形式(輔助角的三角函數(shù)的公式)
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