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2024年4月23日发(作者:calar)
三角函数总结大全
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,三角函数是数学中属于初等函数中的超越函数的函数。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。另一种定义是在直角三角形中,但并不完全。现代数
学把它们描述成无穷数列的极限和微分方程的解,将其定义扩展到复数系。
三角函数公式看似很多、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。下面为大家整理的三角函数公式大全:
(一)任意角的三角函数及诱导公式
1.任意角概念:
角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形。一
条射线由原来的位置
OA
,绕着它的端点
O
按逆时针方向旋转到终止位置
OB
,就形成角
。
旋转开始时的射线
OA
叫做角的始边,
OB
叫终边,射线的端点
O
叫做叫
的顶点。
为了区别起见,我们规定:按逆时针方向旋转所形成的角叫正角,按顺时针方向旋转
所形成的角叫负角。如果一条射线没有做任何旋转,我们称它形成了一个零角。
2.象限角、终边相同的角、区间角
角的顶点与原点重合,角的始边与
x
轴的非负半轴重合。那么,角的终边(除端点外)
在第几象限,我们就说这个角是第几象限角。要特别注意:如果角的终边在坐标轴上,就
认为这个角不属于任何一个象限,称为非象限角。
终边相同的角是指与某个角α具有同终边的所有角,它们彼此相差2kπ(k∈Z),即
β∈{β|β=2kπ+α,k∈Z},根据三角函数的定义,终边相同的角的各种三角函数值都
相等。
1
区间角是介于两个角之间的所有角,如α∈{α|≤α≤
3.弧度制
6
5
5
}=[,]。
66
6
长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度角,记作1
rad
,或1弧度,或1(单
位可以省略不写)。
角有正负零角之分,它的弧度数也应该有正负零之分,如-π,-2π等等,一般地, 正
角的弧度数是一个正数,负角的弧度数是一个负数,零角的弧度数是0,角的正负主要由
角的旋转方向来决定。
角
的弧度数的绝对值是:
,其中,l是圆心角所对的弧长,
r
是半径。
角度制与弧度制的换算主要抓住
180
rad
。弧度与角度互换公式:1rad=
180
°≈
l
r
57.30°=57°18ˊ;
1°=
≈0.01745(rad)。弧长公式:
l
180
; 扇形面积
|
|r
(
是圆心角的弧度数)
公式:
Slr|
|r
2
。
4 三角函数的定义:以角
的顶点为坐标原点,始边为x轴正半轴建立直角坐标系,在角
的终边上任取一个异于原点的点
P(x,y)
,点P到原点的距离记为
r(r|x|
2
|y|
2
x
2
y
2
0)
,那么
sin
1
2
1
2
xr
yxyr
;
cos
;
tan
; (
cot
;
sec
;
csc
)
yy
rrxx
利用单位圆定义任意角的三角函数,设
是一个任意角,它的终边与单位圆交于点
P(x,y)
,
那么:
(1)
y
叫做
的正弦,记做
sin
,即
sin
y
;
(2)
x
叫做
的余弦,记做
cos
,即
cos
x
;
(3)
tan
Ⅰ
+
+
+
+
Ⅱ
+
-
-
-
Ⅲ
-
-
+
+
Ⅳ
-
+
-
-
sin
cos
tan
cot
y
叫做
的正切,记做
tan
,即
x
y
(x0)
。
x
5 三角函数的符号:
由三角函数的定义,以及各象限内点的坐标
2
y
a角的终
P T
O M A
x
y
对于第一、二象限为正
r
x
(
y0,r0
),对于第三、四象限为负(
y0,r0
);②余弦值
r
的符号,我们可以得知:①正弦值
对于第一、四象限为正(
x0,r0
),对于第二、三象限为负
(
x0,r0
);③正切值对于第一、三象限为正(
x,y
同号),
对于第二、四象限为负(
x,y
异号)说明:若终边落在轴线上,则可用定义求出三角函数
值。
6.三角函数线
三角函数线是通过有向线段直观地表示出角的各种三角函数值的一种图示方法。利
用三角函数线在解决比较三角函数值大小、解三角方程及三角不等式等问题时,十分方
便。
以坐标原点为圆心,以单位长度1为半径画一个圆,这个圆就叫做单位圆(注意:
这个单位长度不一定就是1厘米或1米)。当角
为第一象限角时,则其终边与单位圆必
有一个交点
P(x,y)
,过点
P
作
PMx
轴交
x
轴于点
M
,根据三角函数的定义:
|MP||y||sin
|
;
|OM||x||cos
|
。
y
x
我们知道,指标坐标系内点的坐标与坐标轴的方向有关.当角
的终边不在坐标轴时,以
O
为始点、
M
为终点,规定:
当线段
OM
与
x
轴同向时,
OM
的方向为正向,且有正值
x
;当线段
OM
与
x
轴反向时,
OM
的方向为负向,且有负值
x
;其中
x
为
P
点的横坐标.这样,无论那种情况都有
OMxcos
同理,当角
的终边不在
x
轴上时,以
M
为始点、
P
为终点,
规定:当线段
MP
与
y
轴同向时,
MP
的方向为正向,且有正值
y
;当线段
MP
与
y
轴
反向时,
MP
的方向为负向,且有负值
y
;其中
y
为
P
点的横坐标。
这样,无论那种情况都有
MPysin
。像
MP、OM
这种被看作带有方向的线段,叫做
有向线段。
如上图,过点
A(1,0)
作单位圆的切线,这条切线必然平行于
y
轴,设它与
的终边交于
3
点
T
,请根据正切函数的定义与相似三角形的知识,借助有向线段
OA、AT
,我们有
tan
AT
y
x
我们把这三条与单位圆有关的有向线段
MP、OM、AT
,分别叫做角
的正弦线、余弦
线、正切线,统称为三角函数线。
6.同角三角函数关系式
sin
2
α
+cos
2
α
=1(平方关系);
关系).
使用这组公式进行变形时,经常把“切”、“割”用“弦”表示,即化弦法,这是三角
变换非常重要的方法。
几个常用关系式:sinα+cosα,sinα-cosα,sinα·cosα;(三式之间可以互相表示)
同理可以由sinα-cosα或sinα·cosα推出其余两式。
7.诱导公式
可用十个字概括为“奇变偶不变,符号看象限”。
诱导公式一:
sin(
2k
)sin
,
cos(
2k
)cos
,其中
kZ
sin
cos
=tanα(商数关系); tan
α
cot
α
=1(倒数
诱导公式二:
sin(180
)
sin
;
cos(180
)
cos
诱导公式三:
sin(
)sin
;
cos(
)cos
诱导公式四:
sin(180
)sin
;
cos(180
)cos
诱导公式五:
sin(360
)sin
;
cos(360
)cos
sin
cos
-
-sin
2
2k
kZ
2
sin
-sin
-sin
cos
sin
cos
cos
sin
cos
-cos
-cos
(1)要化的角的形式为
k180
(
k
为常整数);
(2)记忆方法:“奇变偶不变,符号看象限”;
(3)sin(kπ+α)=(-1)
k
sinα;cos(kπ+α)=(-1)
k
cosα(k∈Z);
4
(4)
sin
;
xcosxcosxcosxsinx
。
44444
(二)三角函数的图像与性质
1.正弦函数、余弦函数、正切函数的图像
y=sinx
-4
-7
-3
2
-5
2
-2
-3
-
2
-
2
y
1
-1
y
-
-2
-3
2
-
2
o
3
2
2
2
5
2
3
7
2
4
x
y=cosx
-4
-7
2
-5
-3
2
1
-1
o
2
3
2
2
5
2
y
3
7
2
4
x
y
y=tanx
y=cotx
-
3
2
-
-
2
o
2
3
2
x
-
-
2
o
2
3
2
2
x
2.三角函数的定义域、值域及周期如下表:
函数 定义域
ysinx
R
ycosx
R
ytanx
值域
[1,1]
[1,1]
R
周期
2
2
{x|xk
2
,kZ}
3.三角函数的单调区间:
3
2k
2k
(kZ)
,递减区间是
2k
,
ysinx
的递增区间是
2k
,
(kZ)
;
22
22
2k
(kZ)
,递减区间是
2k
,2k
(kZ)
;
ycosx
的递增区间是
2k
,
ytanx
的递增区间是
k
,k
(kZ)
,
22
4.对称轴与对称中心:
ysinx
的对称轴为
xk
2
,对称中心为
(k
,0) kZ
;
ycosx
的对称轴为
xk
,对称中心为
(k
2
,0)
;
5
对于
yAsin(
x
)
和
yAcos(
x
)
来说,对称中心与零点相联系,对称轴与最值点联
系。
5.函数
yAsin(
x
)B
(其中A0,
0)
最大值是
AB
,最小值是
BA
,周期是
T
2
2
,频率是
f
,相位是
x
,初相
2
是
;其图象的对称轴是直线
x
k
(kZ)
,凡是该图象与直线
yB
的交点都是该
图象的对称中心。
6.由y=sinx的图象变换出y=sin(
ω
x+
)的图象一般有两个途径,只有区别开这两个途
径,才能灵活进行图象变换。
利用图象的变换作图象时,提倡先平移后伸缩,但先伸缩后平移也经常出现无论哪
种变形,请切记每一个变换总是对字母x而言,即图象变换要看“变量”起多大变化,而
不是“角变化”多少。
途径一:先平移变换再周期变换(伸缩变换)
先将y=sinx的图象向左(
>0)或向右(
<0=平移|
|个单位,再将图象上各点的横坐
标变为原来的
1
倍(
ω
>0),便得y=sin(
ω
x+
)的图象。
途径二:先周期变换(伸缩变换)再平移变换。
先将y=sinx的图象上各点的横坐标变为原来的
(
<0=平移
|
|
1
倍(
ω
>0),再沿x轴向左(
>0)或向右
个单位,便得y=sin(
ω
x+
)的图象。
三角函数图象的平移和伸缩
函数
yAsin(
x
)k
的图象与函数
ysinx
的图象之间可以通过变化
A,
,
,k
来相互转化.
A,
影响图象的形状,
,k
影响图象与
x
轴交点的位置.由
A
引起的变换称振幅变换,由
引起的变换称周期变换,它们都是伸缩变换;由
引起的
变换称相位变换,由
k
引起的变换称上下平移变换,它们都是平移变换.既可以将三角函
数的图象先平移后伸缩也可以将其先伸缩后平移.
6
变换方法如下:先平移后伸缩
向左(
>0)或向右(
0)
得
ysin(x
)
ysinx
的图象
平移
个单位长度
横坐标伸长(0<
<1)或缩短(
>1)
得
ysin(
x
)
1
ysin(x
)
的图象
到原来的(纵坐标不变)
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