三角函数推导公式及公式大全

玛丽莲梦兔
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2020年08月16日 10:08
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锐角三角函数
锐角三角函数
三角关系
倒数关系:tanα ·cotα=1
sinα ·cscα=1


cosα·secα=1
商的关系:

平方关系:
三角函数公式
2公式相关
编辑
两角和公式
cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ
cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
sin(α-β)=sinαcosβ -cosαsinβ


tan(α+β)=(tanα+tanβ)(1-tanαtanβ)
tan(α-β)=(tanα-tanβ)(1+tanαtanβ)
cot(A+B) = (cotAcotB-1)(cotB+cotA)
cot(A-B) = (cotAcotB+1)(cotB-cotA)
三角和公式
sin(α+β+γ)=s inα·cosβ·cosγ+cosα·sinβ·
γ+cosα·cosβ·sinγ- sinα·sinβ·sinγ
cos(α+β+γ)=cosα·cosβ·cosγ- cosα·sinβ·
γ-sinα·cosβ·sinγ-sinα·sinβ·cosγ

诱导公式
三角函数的诱导公式(六公式)
[1]

公式一:
sin(α+k*2π)=sinα
cos
sin


cos(α+k*2π)=cosα
tan(α+k*π)=tanα
公式二:
sin(π+α) = -sinα
cos(π+α) = -cosα
tan(π+α)=tanα
公式三:
sin(-α) = -sinα
cos(-α) = cosα
tan (-α)=-tanα
公式四:
sin(π-α) = sinα
cos(π-α) = -cosα
tan(π-α) =-tanα


公式五:
sin(π2-α) = cosα
cos(π2-α) =sinα
由于π2+α=π-(π2-α),由公式四和公式五可得
公式六:
sin(π2+α) = cosα
cos(π2+α) = -sinα
诱导公式 记背诀窍:奇变偶不变,符号看象限。
倍角公式
二倍角
正弦
sin2A=2sinA·cosA
余弦



三倍角
三倍角公式
sin3α=4sinα·sin(π3+α)sin(π3-α)
cos3α=4cosα·cos(π3+α)cos(π3-α)
tan3a = tan a · tan(π3+a)· tan(π3-a)
三倍角公式推导
sin(3a)
=sin(a+2a)
=sin2acosa+cos2asina
=2sina(1-sin^2a)+(1-2sin^2a)sina
=3sina-4sin^3a


cos3a
=cos(2a+a)
=cos2acosa-sin2asina
=(2cos^2a-1)cosa-2(1-cos^2a)cosa
=4cos^3a-3cosa
sin3a=3sina-4sin^3a
=4sina(34-sin^2a)
=4sina[(√32)-sina][(√32)+sina]
=4sina(sin60°+sina)(sin60°-sina)
=4sina*2s in[(60+a)2]cos[(60°-a)2]*2sin[(60°
-a)2]cos[(60 °+a)2]
=4sinasin(60°+a)sin(60°-a)
cos3a=4cos^3a-3cosa
=4cosa(cos^2a-34)
[2]


=4cosa[cos^2a-(√32)^2]
=4cosa(cosa-cos30°)(cosa+cos30°)
=4cosa*2c os[(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)
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(π3+α)sin
(π3-α)
cos3α=4cos^3 α-3cosα=4cosα·cos(π3+α)cos
(π3-α)


ta n3α=tan(α)*(-3+tan(α)^2)(-1+3*tan(α)
^2)=tan a · tan(π3+a)· tan(π3-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+5sinA
cos5A=16cosA^5-20cosA^3+5cosA
tan5A=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*t anA^3-6*tanA^5)
(-1+15*tanA-15*tanA^4+tanA^6)
七倍角
sin7A=-(sinA*(56*sinA^2-112*sinA^4-7+6 4*sinA^6))
cos7A=(cosA*(56*cosA^2-112*cosA^4+6 4*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*tan A*(-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*s inA^2-3))
cos9A=(cosA*(-3+4*cosA^2)*
(64*co sA^6-96*cosA^4+36*cosA^2-3))
tan9A=tanA*
(9 -84*tanA^2+126*tanA^4-36*tanA^6+tanA^8)
(1-36*t anA^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*co sA^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+ta nA
^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。


⒉sin(nθ):
⑴当n是奇数时:公式中出现的c都是偶次方,而
c^2=1-s^2(平方关系),因此全部都可以改成以s(也 就
是sinθ)表示。 < br>⑵当n是偶数时:公式中出现的c都是奇次方,而
c^2=1-s^2(平方关系),因此即使再 怎么换成s,都至少会
剩c(也就是 cosθ)的一次方无法消掉。
例. c^3=c*c^2=c*(1-s^2),c^5=c*(c^2)^2=c*(1-s^2)
^2)
特殊公式
(sina+sinθ)*(sina- sinθ)=sin(a+θ)*sin(a-
θ)
证明:(sina+sinθ)*(sina-sinθ)=2 sin[(θ+a)2]
cos[(a-θ)2] *2 cos[(θ+a)2] sin[(a-θ)2]
=sin(a+θ)*sin(a-θ)
坡度公式


我们通常把坡面的铅直高度h与水平宽度l的比叫做坡度
(也叫坡比), 用字母i表示,
即i=h l,坡度的一般形式写成l : m形式,如i=1:5.
如果把坡面与水平面的夹角记作
a(叫做坡角),那么
i=hl=tan a.

半角公式
tan^2(α2)=(1-cosα)(1+cosα)
sin^2(A2)=[1-cos(A)]2
cos^2(A2)=[1+cos(A)]2
半角公式
万能公式
万能公式
sinα=2tan(α2)[1+(tan(α2))^2]
cosα =[1-(tan(α2))^2][1+(tan(α2))
tanα=2tan(α2)[1-(t an(α2))^2]
^2]


辅助角公式
注:该公式又称收缩公式 强提公式 化一公式 等
asin α+bcos α=√(a^2+b^2)sin(α+φ),其中
tan φ=ba
asinA+bcos B=根号下a方+b方×(根号下a方+b方分之
a×sinA+根号下a方+b方分之b×cosB) 令根号下a方+b方
分之a=cosC 则根号下a方+b方分之b=sinC asinA+bcos B=
根号下a方+b方(sinAcosC+cosBsinC)=根号下a方+b方×
sin (A+C)
3三角规律
编辑
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


根据右图,有
sinθ=y r; cosθ=xr; tanθ=yx; cotθ=xy
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O B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- cos
β)^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 π2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:
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,

x
轴正半部分得到一个角
θ
,并与单 位圆相交。这个交点

x

y
坐标分别等于 cos
θ
和 sin
θ
。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 sin
θ
=
y
1
和 cos
θ
=
x1。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。
4双曲函数
编辑
sh a = [e^a-e^(-a)]2


ch a = [e^a+e^(-a)]2
th a = sin h(a)cos h(a)
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
[3]


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- 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:
π2±α及3π2±α与α的三角函数值之间的关系:
sin(π2+α)= cosα
cos(π2+α)= -sinα
tan(π2+α)= -cotα
cot(π2+α)= -tanα
sin(π2-α)= cosα


cos(π2-α)= sinα
tan(π2-α)= cotα
cot(π2-α)= tanα
sin(3π2+α)= -cosα
cos(3π2+α)= sinα
tan(3π2+α)= -cotα
cot(3π2+α)= -tanα
sin(3π2-α)= -cosα
cos(3π2-α)= -sinα
tan(3π2-α)= cotα
cot(3π2-α)= tanα
(以上k∈Z)
A·sin(ωt+θ)+ B·sin(ωt+φ) =


√{(A+2ABcos(θ-φ)} · sin{ωt + arcsin[ (A·sin
θ+B·sinφ) √{A^2 +B^2 +2ABcos(θ-φ)}}
√表示根号,包括{……}中的内容
5重要定理
编辑
正弦定理
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
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。
6特殊值
编辑
sin30°=12


sin45°=√22
sin60°=√32
cos30°=√32
cos45°=√22
cos60°=12
tan30°=√33
tan45°=1
tan60°=√3[1]
cot30°=√3
cot45°=1
cot60°=√33
7和差化积
编辑
sinθ+sinφ =2sin[+φ)2] cos[(θ-φ)2] (θ


和差化积公式
sinθ- sinφ=2cos[(θ+φ)2] sin[(θ-φ)2]
cosθ+cosφ=2cos[(θ+φ)2]cos[(θ-φ)2]
cosθ- cosφ= -2sin[(θ+φ)2]sin[(θ-φ)2]
tanA+tanB=sin(A+B)cosAcosB=tanAtanB+1
tanA-tanB=sin(A-B)cosAcosB=tanAtanB-1
8积化和差
编辑
sinαsinβ=-[cos(α+β)-cos(α-β)] 2
cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α-β)]2
sinαcosβ=[sin(α+β)+sin(α-β)]2
cosαsinβ=[sin(α+β)-sin(α-β)]2

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