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cosα/sinα=cotα=cscα/secα
直角三角形ABC中,
角A的正弦值就等于角A的对边比斜边
余弦等于角A的邻边比斜边
正切等于对边比邻边,
[1]
三角函数恒等变形公式
两角和与差的三角函数:
cos(α+β)=cosα·
cos-sinβα·
sinβ
cos(α-β)=cosα·
cosβ+sinα·
sin(α±
β)=sinα·
cosβ±
cosα·
tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanα·
tanβ)
tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanα·
三角和的三角函数:
sin(α+β+γ)=sinα·
cosβ·
cosγ+cosα·
sinβ·
-sincosα·
β·
sisinγnβ·
sinγ
cos(α+β+γ)=cosα·
-cosγα·
sin-sinγα·
sin-nγα·
sin
cosγ
tan(α+β+γ)=(tanα+tanβ+tan-tanγα·
tanβ·
tanγ-tan)/(1α·
tan-βtanβ·
tanγ
-tanγ·
tanα)·
辅助角公式:
Asinα+Bcosα=(A&
sup2;
+B&
)^(1/2)sin(α+arctan(B/A)),其中
sint=B/(A&
)^(1/2)
cost=A/(A&
tant=B/A
Asinα-Bcosα=(A&
)^(1/2)cos(α-t),tant=A/B
倍角公式:
sin(2α)=2sinα·
cosα=2/(tanα+cotα)
cos(2α)=cos&
(α)-sin&
(α)=2cos&
(α)-1=1-2sin&
(α)
tan(2α)=2tanα/[1-tan&
(α)]
三倍角公式:
sin(3α)=3sinα-4sin&
sup3;
(α)=4sinα·
sin(60+α)sin(60-α)cos(3α)=4cos&
(α)-3cosα=4cosα·
cos(60+α)cos(60-α)tan(3α)=tana·
tan(π/3+a)·
tan(-a)π/3
半角公式:
sin(α/2)=±
√-((1cosα)/2)
cos(α/2)=±
√((1+cosα)/2)
tan(α/2)=±
√-((1cosα)/(1+cos
α))=sin
α/(1+cos
α)=(1-cosα)/sin
α
降幂公式
sin&
(
cos&
tan&
α)=(1-cos(2α)=(1+cos(2α)=(1-cos(2
α))/2=versin(2α)/2
α))/2=covers(2α)/2
α))/(1+cos(2α))
万能公式:
sinα=2tan(α/2)/[1+tan&
(α/2)]
cosα=[1-tan&
(α/2)]/[1+tan&
tanα=2tan(α/2)/[1-tan&
积化和差公式:
cosβ=(1/2)[sin(
α+β)+sin(-β)]α
sinβ=(1/2)[sin(
α-sin(+β)α-β)]
cosβ=(1/2)[cos(
α+β)+cos(-βα)]
sinβ=-(1/2)[cos(α+β)-cos(α-β)]
和差化积公式:
sinα+sinβ=2sin[(α+β)/2]cos[(-β)/2]α
sinα-sinβ=2cos[(α+β)/2]sin[(-βα)/2]
cosα+cosβ=2cos[(α+β)/2]cos[(-βα)/2]
cosα-cosβ=-2sin[(α+β)/2]sin[(-βα)/2]
推导公式
tanα+cotα=2/sin2α
tanα-cotα=-2cot2α
1+cos2α=2cos&
1-cos2α=2sin&
α
1+sinα=(sinα/2+cosα/2)&
其他:
sinα+sin(α+2π/n)+sin(α+2π*2/n)+sin(α+2π*3/n)+⋯⋯+sin[α+2-1)π*(n
/n]=0
cosα+cos(α+2π/n)+cos(α+2π*2/n)+cos(α+2π*3/n)+⋯⋯+cos[α+2π*
(n-1)/n]=0以及
(α)+sin&
(α-2π/3)+sin&
(α+2π/3)=3/2
tanAtanBtan(A+B)+tanA+tanB-tan(A+B)=0cosx+cos2x+...+cosnx=[sin(n+1)x+sinnx-sinx]/2sinx
证明:
左边=2sinx(cosx+cos2x+...+cosnx)/2sinx
=[sin2x-0+sin3x-sinx+sin4x-sin2x+...+sinnx-sin(n-2)x+sin(n+1)x-sin(n-1)x]/2sinx(积化和差)
=[sin(n+1)x+sinnx-sinx]/2sinx=右边
等式得证
sinx+sin2x+...+sinnx=-[cos(n+1)x+cosnx-cosx-1]/2sinx
证明:
左边=-2sinx[sinx+sin2x+...+sinnx]/(-2sinx)=[cos2x-cos0+cos3x-cosx+...+cosnx-cos(n-2)x+cos(n+1)x-cos(n-1)x]
/(-2sinx)
=-[cos(n+1)x+cosnx-cosx-1]/2sinx=右边
三倍角公式推导
sin3a
=sin(2a+a)
=sin2acosa+cos2asina
=2sina(1-sin&
a)+(1-2sin&
a)sina
=3sina-4sin&
a
cos3a
=cos(2a+a)
=cos2acosa-sin2asina
=(2cos&
a-1)cosa-2(1-sin&
a)cosa
=4cos&
a-3cosa
sin3a=3sina-4sin&
=4sina(3/4-sin&
a)
=4sina[(√3/2)&
-sin&
a]
=4sina(sin&
60
°
-sin&
=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=4cos&
=4cosa(cos&
a-3/4)
=4cosa[cos&
a-
(√3/2)&
]
a-cos&
30
)
=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°
=4cosacos(60°
-a)cos(60°
+a)
上述两式相比可得
tan3a=tanatan(60°
-a)tan(60°
三角函数的诱导公式
公式一:
设α为任意角,终边相同的角的同一三角函数的值相等:
sin(2kπ+α)=sinα
cos(2kπ+α)=cosα
tan(2kπ+α)=tanα
cot(2kπ+α)=cotα
公式二:
设α为任意角,π+α的三角函数值与α的三角函数值之间的关系:
sin(π+α)=-sinα
cos(π+α)=-cosα
tan(π+α)=tanα
cot(π+α)=cotα
公式三:
任意角α与-α的三角函数值之间的关系:
sin(-α)=-sinα
cos(-α)=cosα
tan(-α)=-tanα
cot(-α)=-cotα
公式四:
利用公式二和公式三可以得到π-α与α的三角函数值之间的关系:
sin(π-α)=sinα
cos(π-α)=-cosα
tan(π-α)=-tanα
cot(π-α)=-cotα
公式五:
利用公式一和公式三可以得到2π-α与α的三角函数值之间的关系:
sin(2π-α)=-sinα
cos(2π-α)=cosα
tan(2π-α)=-tanα
cot(2π-α)=-cotα
公式六:
π/2±
α及3π/2±
α与α的三角函数值之间的关系:
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(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
(以上k∈Z)
补充:
6×
9=54种诱导公式的表格以及推导方法(定名法则和定号法
则)
f(β)→
f(β)=
sinβ
cosβ
tanβ
cotβ
secβ
cscβ
↘
β↓
360k+α
sinα
cosα
tanα
cotα
secα
cscα
90°
-α
+α
-sinα
-cotα
-tanα
-cscα
180°
-cosα
-secα
270°
360°
﹣α
cosα
secα
-cscα
定名法则
的奇数倍+α的三角函数,其绝对值与
α三角函数的绝对值互为余
函数。
90°
的偶数倍+α的三角函数与α的三角函数绝对值相同。
也就是“奇余偶同,奇变偶不变”
定号法则
将α看做锐角(注意是“看做”),按所得的角的象限,取三角函数的符号。
也就是“象限定号,符号看象限”
比如:
90°
+α。
定名:
是90°
的奇数倍,所以应取余函数;
定号:
将
α看做锐角,那么90°
+α是第二象限角,第二象限角的正弦为负,余弦为
正。
所以sin(90°
+α)=cosα,cos(90°
+=α)-sinα这个非常神奇,屡试不爽~[编辑本段]
三角形与三角函数
1、正弦定理:
在三角形中,各边和它所对的角的正弦的比相等,即a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R.(其中R为外接圆的半径)
2、第一余弦定理:
三角形中任意一边等于其他两边以及对应角余弦的
交叉乘积的和,即a=ccosB+bcosC
3、第二余弦定理:
三角形中任何一边的平方等于其它两边的平方之和
减去这两边与它们夹角的余弦的积的2倍,即a^2=b^2+c^2-2bccosA
4、正切定理(napier比拟):
三角形中任意两边差和的比值等于对应角
半角差和的正切比值,即(a-b)/(a+b)=tan[(A-B)/2]/tan[(A+B)/2]=tan[(A-
B)/2]/cot(C/2)
5、三角形中的恒等式:
对于任意非直角三角形中,如三角形ABC,总有tanA+tanB+tanC=tanAt
anBtanC
已知(A+B)=(π-C)
所以tan(A+B)=tan(π-C)
则(tanA+tanB)/(1-tanAtanB)=(tanπ-tanC)/(1+tanπtanC)
整理可得
tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC
类似地,我们同样也可以求证:
当α+β+γ=nπ(n∈Z)时,总有tanα+tanβ+
tanγ=tanαtanβtanγ
部分高等内容
高等代数中三角函数的指数表示(由泰勒级数易得):
sinx=[e^(ix)-e^(-ix)]/(2i)
cosx=[e^(ix)+e^(-ix)]/2
tanx=[e^(ix)-e^(-ix)]/[ie^(ix)+ie^(-ix)]
泰勒展开有无穷级数,e^z=exp(z)=1+z/1!
+z^2/2!
+z^3/3!
+z^4/4!
+⋯+z^n/n!
+⋯
此时三角函数定义域已推广至整个复数集。
三角函数作为微分方程的解:
对于微分方程组y=-y'
'
;
y=y'
,有通解Q,可证明Q=Asinx+Bcosx,因此也可以从此出发定义三角函数。
由相应的指数表示我们可以定义一种类似的函数——双曲函数,其拥有很多与三角函数的类似的性质,二者相映成趣。
:
角度a0°
30°
45°
60°
1.sina01/2√2/2√3/210
2.cosa1√3/2√2/21/20-1
3.tana0√3/31√3/0
4.cota/√31√3/30/
(注:
“√”为根号)
三角函数的计算
幂级数
c0+c1x+c2x2+...+cnxn+...=∑cnxn(n=0..∞)
c0+c1(x-a)+c2(x-a)2+...+cn(x-a)n+...=∑cn(x-a)n(n=0..∞)
它们的各项都是正整数幂的幂函数,其中c0,c1,c2,...及a都是常数,这种级数称为幂级数.
泰勒展开式(幂级数展开法):
f(x)=f(a)+f'
(a)/1!
*(x-a)+f'
(a)/2!
*(x-a)2+...f(n)(a)/n!
*(x-a)n+...
实用幂级数:
ex=1+x+x2/2!
+x3/3!
+...+xn/n!
+...
ln(1+x)=x-x2/3+x3/3-...(-1)k-1*xk/k+...(|x|<
1)
sinx=x-x3/3!
+x5/5!
-...(-1)k-1*x2k-1/(2k-1)!
+...(-∞<
x<
∞)
cosx=1-x2/2!
+x4/4!
-...(-1)k*x2k/(2k)!
arcsinx=x+1/2*x3/3+1*3/(2*4)*x5/5+...(|x|<
arccosx=π-(x+1/2*x3/3+1*3/(2*4)*x5/5+...)(|x|<
arctanx=x-x^3/3+x^5/5-...(x≤1)
sinhx=x+x3/3!
+...(-1)k-1*x2k-1/(2k-1)!
coshx=1+x2/2!
+...(-1)k*x2k/(2k)!
arcsinhx=x-1/2*x3/3+1*3/(2*4)*x5/5-...(|x|<
arctanhx=x+x^3/3+x^5/5+...(|x|<
在解初等三角函数时,只需记住公式便可轻松作答,在竞赛中,往往会用到与图像结合的方法求三角函数值、三角函数不等式、面积等等。
--------------------------------------------------------------------------------
傅立叶级数(三角级数)
f(x)=a0/2+∑(n=0..∞)(ancosnx+bnsinnx)
a0=1/π∫(π-π..)(f(x))dx
an=1/π∫(π-π..)(f(x)cosnx)dx
bn=1/π∫(π-π..)(f(x)sinnx)dx
三角函数的数值符号
正弦第一,二象限为正,第三,四象限为负
余弦第一,四象限为正第二,三象限为负
正切第一,三象限为正第二,四象限为负
三角函数定义域和值域
sin(x),cos(x)的定义域为R,值域为〔-1,1〕
tan(x)的定义域为x不等于π/2+kπ,值域为R
cot(x)的定义域为x不等于kπ,值域为R
初等三角函数导数
y=sinx---y'
=cosx
y=cosx---y'
=-sinx
y=tanx---y'
=1/(cosx)^2;
=(secx)^2;
y=cotx---y'
=-1/(sinx)^2=-(cscx)^2;
y=secx---y'
=secxtanx
y=cscx---y'
=-cscxcotx
y=arcsinx---
y'
=1/
√1-x^2;
y=arccosx---y'
=-
1/√1-x^2;
y=arctanx---y'
=1/(1+x^2;
y=arccotx---y'
=-1/(1+x^2;
[编辑本段
反三角函数
三角函数的反函数,是多值函数。
它们是反正弦Arcsinx,反余弦Arc
cosx,反正切Arctanx,反余切Arccotx等,各自表示其正弦、余弦、正切、
余切、正割、余割为x的角。
为限制反三角函数为单值函数,将反正弦函
数的值y限在y=-π/2≤y≤π,/2将y为反正弦函数的主值,记为y=arcsinx;
相应地,反余弦函数y=arccosx的主值限在0≤y≤π;
反正切函数y=arctanx
的主值限在-π/2<
y<
π/2;
反余切函数y=arccotx的主值限在0<
π。
反三角函数实际上并不能叫做函数,因为它并不满足一个自变量对应
一个函数值的要求,其图像与其原函数关于函数y=x对称。
其概念首先由
欧拉提出,并且首先使用了arc+函数名的形式表示反三角函数,而不是f-
1(x).
反三角函数主要是三个:
y=arcsin(x),定义域[-1,1]
y=arccos(x),定义域[-1,1]
,值域,值域
[-π/2,π/2],图象用红色线条;
[0,π],图象用兰色线条;
y=arctan(x),定义域(-∞,+∞),值域(-π/2,π/2),图象用绿色线条;
sinarcsin(x)=x,定义域[-1,1],值域【-π/2,π/2】
证明方法如下:
设arcsin(x)=y,则sin(y)=x,将这两个式子代如上式即可
得
其他几个用类似方法可得。