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三角函数公式知识点及应用

三角函数公式?三角函数是数学中属于初等函数中的超越函数的一类函数。

它们的本质是任何角的集合与一个比值的集合的变量之间的映射。

通常的三角函数是在平面直角坐标系中定义的。

其定义域为整个实数域。

三角函数看似很多,很复杂,但只要掌握了三角函数的本质及内部规律就会发现三角函数各个公式之间有强大的联系。

而掌握三角函数的内部规律及本质也是学好三角函数的关键所在。

基本信息•中文名称三角函数•外文名称trigonometric function •别称三角函数公式•应用学科数学、物理、地理、天文等•表达式sin,cos,tan等•适用领域范围几何,代数变换•提出者中国,印度等数学家目录1相关概念2三角规律3特殊值4重要定理5常用公式6函数应用相关概念相关概念三角函数的标准英文读音音正弦:sine(简写sin)[sain]余弦:cosine(简写cos)[kəusain]正切:tangent(简写tan)['tændʒənt]余切:cotangent(简写cot)['kəu'tændʒənt]正割:secant(简写sec)['si:kənt]余割:cosecant(简写csc)['kau'si:kənt]正矢:versine(简写versin)['və:sain]余矢:versed cosine(简写vercos)['və:sə:d][kəusain]直角三角函数直角三角函数(∠α是锐角)三角关系倒数关系:cotα*tanα=1商的关系:sinα/cosα=tanα平方关系:sin²α+cos²α=1三角规律三角函数看似很多,很复杂,但只要掌握了三角函数的本质及内部规律就会发现三角函数各个公式之间有强大的联系。

而掌握三角函数的内部规律及本质也是学好三角函数的关键所在。

三角函数本质:根据三角函数定义推导公式根据下图,有sinθ=y/ r;cosθ=x/r; tanθ=y/x;cotθ=x/y深刻理解了这一点,下面所有的三角公式都可以从这里出发推导出来,比如以推导sin(A+B) = sinAcosB+cosAsinB 为例:推导:首先画单位圆交X轴于C,D,在单位圆上有任意A,B点。

角AOD为α,BOD为β,旋转AOB使OB与OD重合,形成新A'OD。

A(cosα,sinα),B(cosβ,sinβ),A'(cos(α-β),sin(α-β))OA'=OA=OB=OD=1,D(1,0)∴[cos(α-β)-1]^2+[sin(α-β)]^2=(cosα-cosβ)^2+(sinα-sinβ)^2和差化积及积化和差用还原法结合上面公式可推出(换(a+b)/2与(a-b)/2)单位圆定义单位圆六个三角函数也可以依据半径为一中心为原点的单位圆来定义。

单位圆定义在实际计算上没有大的价值;实际上对多数角它都依赖于直角三角形。

但是单位圆定义的确允许三角函数对所有正数和负数辐角都有定义,而不只是对于在0 和π/2弧度之间的角。

它也提供了一个图象,把所有重要的三角函数都包含了。

根据勾股定理,单位圆的等式是:x^2+y^2=1图象中给出了用弧度度量的一些常见的角。

逆时针方向的度量是正角,而顺时针的度量是负角。

设一个过原点的线,同x轴正半部分得到一个角θ,并与单位圆相交。

这个交点的x和y坐标分别等于cosθ和sinθ。

图象中的三角形确保了这个公式;半径等于斜边且长度为1,所以有sinθ=y/1 和cosθ=x/1。

单位圆可以被视为是通过改变邻边和对边的长度,但保持斜边等于1的一种查看无限个三角形的方式。

重要定理正弦定理:在△ABC中,a / sin A = b / sin B = c / sin C = 2R 其中,R为△ABC的外接圆的半径。

余弦定理:在△ABC中,b^2 = a^2 + c^2 - 2ac·cos θ。

其中,θ为边a与边c的夹角。

常用公式三角函数的诱导公式(六公式)公式一:sin(α+k*2π)=sinα (k为整数)cos(α+k*2π)=cosα(k为整数)tan(α+k*2π)=tanα(k为整数)公式二:sin(π+α) = -sinαcos(π+α) = -cosαtan(π+α)=tanα公式三:sin(-α) = -sinαcos(-α) = cosαtan (-α)=-tanα公式四:sin(π-α) = sinαcos(π-α) = -cosαtan(π-α) =-tanα公式五:sin(π/2-α) = cosαcos(π/2-α) =sinα由于π/2+α=π-(π/2-α),由公式四和公式五可得公式六:sin(π/2+α) = cosαcos(π/2+α) = -sinα诱导公式记背诀窍:奇变偶不变,符号看象限。

[2]或者也可以这样记:分变整不变,符号看象限。

三角和公式sin(α+β+γ)=sinα·cosβ·cosγ+cosα·sinβ·cosγ+cosα·cosβ·sinγ-sinα·sinβ·sinγcos(α+β+γ)=cosα·cosβ·cosγ-cosα·sinβ·sinγ-sinα·cosβ·sinγ-sinα·sinβ·cosγtan(α+β+γ)=(tanα+tanβ+tanγ-tanα·tanβ·tanγ)/(1-tanα·tanβ-tanβ·tanγ-tanα·tanγ)(α+β+γ≠π/2+2kπ,α、β、γ≠π/2+2kπ)积化和差的四个公式sina*cosb=(sin(a+b)+sin(a-b))/2cosa*sinb=(sin(a+b)-sin(a-b))/2cosa*cosb=(cos(a+b)+cos(a-b))/2sina*sinb=-(cos(a+b)-cos(a-b))/2和差化积的四个公式:sinx+siny=2sin((x+y)/2)*cos((x-y)/2)sinx-siny=2cos((x+y)/2)*sin((x-y)/2)cosx+cosy=2cos((x+y)/2)*cos((x-y)/2)cosx-cosy=-2sin((x+y)/2)*sin((x-y)/2)sin(3a)→3sina-4sin^3a=sin(a+2a)=sin2acosa+cos2asina=2sina(1-sin^2a)+(1-2sin^2a)sina=3sina-4sin^3acos3a→(2cos^2a-1)cosa-2(1-cos^2a)cosa =cos(2a+a)=cos2acosa-sin2asina=(2cos^2a-1)cosa-2(1-cos^2a)cosa=4cos^3a-3cosasin3a→4sinasin(60°+a)sin(60°-a)=3sina-4sin^3a=4sina(3/4-sin^2a)=4sina[(√3/2)-sina][(√3/2)+sina]=4sina(sin60°+sina)(sin60°-sina)=4sina*2sin[(60+a)/2]cos[(60°-a)/2]*2sin[(60°-a)/2]cos[(60°+a)/2]=4sinasin(60°+a)sin(60°-a)cos3a→4cosacos(60°-a)cos(60°+a)=4cos^3a-3cosa=4cosa(cos^2a-3/4)=4cosa[cos^2a-(√3/2)^2]=4cosa(cosa-cos30°)(cosa+cos30°)=4cosa*2cos[(a+30°)/2]cos[(a-30°)/2]*{-2sin[(a+30°)/2]sin[(a-30°)/2]}=-4cosasin(a+30°)sin(a-30°)=-4cosasin[90°-(60°-a)]sin[-90°+(60°+a)]=-4cosacos(60°-a)[-cos(60°+a)]=4cosacos(60°-a)cos(60°+a)tan3a→tanatan(60°-a)tan(60°+a)上述两式相比可得tan3a=tanatan(60°-a)tan(60°+a)三倍角sin3α=3sinα-4sin^3 α=4sinα·sin(π/3+α)sin(π/3-α)cos3α=4cos^3 α-3cosα=4cosα·cos(π/3+α)cos(π/3-α)tan3α=tan(α)*(-3+tan(α)^2)/(-1+3*tan(α)^2)=tan a · tan(π/3+a)· tan(π/3-a) 其他多倍角四倍角sin4A=-4*(cosA*sinA*(2*sinA^2-1))cos4A=1+(-8*cosA^2+8*cosA^4)tan4A=(4*tanA-4*tanA^3)/(1-6*tanA^2+tanA^4)五倍角sin5A=16sinA^5-20sinA^3+5sinAcos5A=16cosA^5-20cosA^3+5cosAtan5A=tanA*(5-10*tanA^2+tanA^4)/(1-10*tanA^2+5*tanA^4)六倍角sin6A=2*(cosA*sinA*(2*sinA+1)*(2*sinA-1)*(-3+4*sinA^2))cos6A=(-1+2*cosA)*(16*cosA^4-16*cosA^2+1)tan6A=(-6*tanA+20*tanA^3-6*tanA^5)/(-1+15*tanA-15*tanA^4+tanA^6)七倍角sin7A=-(sinA*(56*sinA^2-112*sinA^4-7+64*sinA^6))cos7A=(cosA*(56*cosA^2-112*cosA^4+64*cosA^6-7))tan7A=tanA*(-7+35*tanA^2-21*tanA^4+tanA^6)/(-1+21*tanA^2-35*tanA^4+7*tanA^6)八倍角sin8A=-8*(cosA*sinA*(2*sinA^2-1)*(-8*sinA^2+8*sinA^4+1))cos8A=1+(160*cosA^4-256*cosA^6+128*cosA^8-32*cosA^2)tan8A=-8*tanA*(-1+7*tanA^2-7*tanA^4+tanA^6)/(1-28*tanA^2+70*tanA^4-28*tanA^6+tanA^8)九倍角sin9A=(sinA*(-3+4*sinA^2)*(64*sinA^6-96*sinA^4+36*sinA^2-3))cos9A=(cosA*(-3+4*cosA^2)*(64*cosA^6-96*cosA^4+36*cosA^2-3))tan9A=tanA*(9-84*tanA^2+126*tanA^4-36*tanA^6+tanA^8)/(1-36*tanA^2+126*tanA^4-84*tanA^6+9*tanA^8)十倍角sin10A = 2*(cosA*sinA*(4*sinA^2+2*sinA-1)*(4*sinA^2-2*sinA-1)*(-20*sinA^2+5+16*sinA^4))cos10A = ((-1+2*cosA^2)*(256*cosA^8-512*cosA^6+304*cosA^4-48*cosA^2+1))tan10A = -2*tanA*(5-60*tanA^2+126*tanA^4-60*tanA^6+5*tanA^8)/(-1+45*tanA^2-210*tanA^4+210*tanA^6-45*tanA^8+tanA^10)N倍角根据棣莫弗定理,(cosθ+ i sinθ)^n = cos(nθ)+ i sin(nθ)为方便描述,令sinθ=s,cosθ=c考虑n为正整数的情形:cos(nθ)+ i sin(nθ)= (c+ i s)^n = C(n,0)*c^n + C(n,2)*c^(n-2)*(i s)^2 + C(n,4)*c^(n- 4)*(i s)^4 + ... …+C(n,1)*c^(n-1)*(i s)^1 + C(n,3)*c^(n-3)*(i s)^3 + C(n,5)*c^(n-5)*(i s)^5 + ... …=>;比较两边的实部与虚部实部:cos(nθ)=C(n,0)*c^n + C(n,2)*c^(n-2)*(i s)^2 + C(n,4)*c^(n-4)*(i s)^4 + ... …i*虚部:i*sin(nθ)=C(n,1)*c^(n-1)*(i s)^1 + C(n,3)*c^(n-3)*(i s)^3 + C(n,5)*c^(n-5)*(i s)^5 + ... …对所有的自然数n:⒈cos(nθ):公式中出现的s都是偶次方,而s^2=1-c^2(平方关系),因此全部都可以改成以c (也就是cosθ)表示。

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