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三角函数

\[ \Huge{\sin|\cos|\tan|\cot|\sec|\csc} \]

诱导公式

\(\sin\) \(\cos\) \(\tan\)
公式一 \(\sin (a+k·2\pi)=\sin a\) \(\cos (a+k·2\pi)=\cos a\) \(\tan (a+k·2\pi)=\tan a\)
公式二 \(\sin (\pi +a)=-\sin a\) \(\cos (\pi +a)=-\cos a\) \(\tan (\pi +a)=\tan a\)
公式三 \(\sin (-a)=-\sin a\) \(\cos (-a)=\cos a\) \(\tan (-a)=-\tan a\)
公式四 \(\sin (\pi -a)=\sin a\) \(\cos (\pi -a)=-\cos a\) \(\tan(\pi -a)=-\tan a\)
公式五 \(\sin (\frac \pi 2 -a)=\cos a\) \(\cos (\frac \pi 2 -a)=\sin a\) -
公式六 \(\sin (\frac \pi 2 +a)=\cos a\) \(\cos (\frac \pi 2 +a)=-\sin a\) -
拓展 \(\sin(\frac{3\pi}2+\alpha)=-\cos\alpha\) \(\cos(\frac{3\pi}2+\alpha)=\sin\alpha\) -
\(\sin(\frac{3\pi}2-\alpha)=-\cos\alpha\) \(\cos(\frac{3\pi}2-\alpha)=-\sin\alpha\) -

“奇变偶不变,符号看象限” ——佚名

同角三角函数的关系

\(\sin^2 a+\cos^2 a=1\)

\(\tan a=\frac {\sin a} {\cos a}\)

\(\frac {\cos x} {1-\sin x}=\frac {1+\sin x} {\cos x}\)

周期性

\(\sin\) \(\cos\) \(\tan\)
周期 \(2k\pi(k\in\mathbf{Z}, k≠0)\) \(2k\pi(k\in\mathbf{Z}, k≠0)\) \(\pi\)
最小正周期 \(2\pi\) \(2\pi\) \(\pi\)

单调性

\(\sin\) \(\cos\) \(\tan\)
递增 \([-\frac\pi 2+2k\pi, \frac\pi 2 +2k\pi](k \in \mathbf{Z})\) \([2k\pi-\pi, 2k\pi](k \in \mathbf{Z})\) \((-\frac\pi{2}+k\pi,\frac\pi{2}+k\pi)(k \in \mathbf{Z})\)
递减 \([\frac\pi{2}+2k\pi, \frac{3\pi}2+2\pi](k \in \mathbf{Z})\) \([2k\pi, 2k\pi+\pi](k \in \mathbf{Z})\) -

三角恒等变换

\(\sin\) \(\cos\) \(\tan\)
两角和 \(\sin\alpha\cos\beta+\sin\beta\cos\alpha\) \(\cos\alpha\cos\beta-\sin\alpha\sin\beta\) \(\frac{\tan\alpha+\tan\beta}{1-\tan\alpha\tan\beta}\)
两角差 \(\sin\alpha\cos\beta-\sin\beta\cos\alpha\) \(\cos\alpha\cos\beta+\sin\alpha\sin\beta\) \(\frac{\tan\alpha-\tan\beta}{1+\tan\alpha\tan\beta}\)
二倍角 \(\sin2\alpha=2\sin\alpha\cos\beta\) \(\cos2\alpha=\cos^2\alpha-\sin^2\beta\) \(\tan2\alpha=\frac{2\tan\alpha}{1-\tan^2\alpha}\)
\(\cos2\alpha=1-2\sin^2\alpha\)
\(\cos2\alpha=2\cos^2\alpha-1\)
一半角 \(\sin\frac12\alpha=\sqrt{\frac{1-\cos\alpha}2}\) \(\cos\frac12\alpha=\sqrt{\frac{1+\cos\alpha}2}\) \(\tan\frac12\alpha=\sqrt{\frac{1-\cos\alpha}{1+\cos\alpha}}\)
积化和差 \(\sin\alpha\sin\beta=-\frac{1}2[\cos(\alpha+\beta)-\cos(\alpha-\beta)]\)1 \(\cos\alpha\cos\beta=-\frac{1}2[\cos(\alpha+\beta)+\cos(\alpha-\beta)]\) -
\(\sin\alpha\cos\beta=\frac{1}2[\sin(\alpha+\beta)+\sin(\alpha-\beta)]\) \(\sin\alpha\cos\beta=\frac{1}2[\sin(\alpha+\beta)+\sin(\alpha-\beta)]\)
和差化积 \(\sin\alpha+\sin\beta=2\sin\frac{\alpha+\beta}2\cos\frac{\alpha-\beta}2\)3 \(\cos\alpha+\cos\beta=2\cos\frac{\alpha+\beta}2\cos\frac{\alpha-\beta}2\) \(\tan\alpha+\tan\beta=\frac{\sin(\alpha+\beta)}{\cos\alpha\cos\beta}\)2
\(\sin\alpha-\sin\beta=2\cos\frac{\alpha+\beta}2\sin\frac{\alpha-\beta}2\) \(\cos\alpha-\cos\beta=-2\sin\frac{\alpha+\beta}2\sin\frac{\alpha-\beta}2\) \(\tan\alpha-\tan\beta=\frac{\sin(\alpha-\beta)}{\cos\alpha\cos\beta}\)

平面向量与三角形

余弦定理

\[ a^2=b^2+c^2-2bc\cos A \]
\[ \cos A = \frac {b^2+c^2-a^2} {2bc} \]

正弦定理

\[ \frac a {\sin A}=\frac b {\sin B}=\frac c {\sin C}=2R \]

其中,\(R\) 是三角形外接圆的半径。

\(△ABC\) 中, \(A>B\Leftrightarrow\sin{A}>\sin{B}\Leftrightarrow{a>b}\)

面积公式

\(S=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}, p=\frac 1 2 (a+b+c)\)

\(S=\frac{1}2ah_a=\frac{1}2bh_b=\frac{1}2ch_c\)

\(S=\frac{1}2ab\sin{C}=\frac{1}2bc\sin{A}=\frac{1}2ca\sin{B}\)

\(y=A\sin(\omega{x}+\phi)\)

周期:

\(T=\frac{2\pi}{|\omega|}\)

定义域: \(\mathbf{R}\)

值域:

\([-|A|, |A|]\)

对称轴:

直线 \(x=\frac{2k\pi+\pi-2\phi}{2\omega}(k\in\mathbf{Z})\)

对称中心:

\((\frac{2k\pi-\phi}\omega, 0)(k\in\mathbf{Z})\)

零点:

\(\frac{2k\pi-\phi}\omega(k\in\mathbf{Z})\)

极值点:

\((\frac{4k\pi-\pi-2\phi}{2\omega}, A)(k\in\mathbf{Z})\)

\((\frac{4k\pi+\pi-2\phi}{2\omega}, -A)(k\in\mathbf{Z})\)


  1. \(\cos(\alpha+\beta)-\cos(\alpha-\beta)\),参见同名余弦函数两角和 

  2. \(\tan\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}\) 

  3. \(\sin\alpha=\sin(\frac{\alpha+\beta}2+\frac{\alpha-\beta}2)=\sin\frac{\alpha+\beta}2\cos\frac{\alpha-\beta}2+\sin\frac{\alpha-\beta}2\cos\frac{\alpha+\beta}2\)