三角函数公式

文章目录

    • 诱导公式
      • 公式一
      • 公式二
      • 公式三
      • 公式四
      • 公式五
      • 公式六
    • 两角和公式
    • 倍角公式
    • 半角公式
    • 和差化积
    • 积化和差
    • 万能公式
    • 降幂公式
    • 正弦定理
    • 余弦定理

诱导公式

记忆规律:奇变偶不变,符号看向限
奇偶是指 π 2 \frac{\large\pi}{\large2} 2π的奇数倍或偶数倍,变是指函数名。
符号看向限是指,将 α \alpha α看成锐角时,原函数值的符号。

应用技巧:
任意负角 → 3 或 1 用 公 式 任意正角 → 1 用 公 式 0-2 π → 2 或 4 用 公 式 锐角 \begin{aligned} \fcolorbox{red}{aqua}{任意负角}\xrightarrow[3或1]{用公式}&\fcolorbox{red}{aqua}{任意正角}\xrightarrow[1]{用公式}\fcolorbox{red}{aqua}{0-2}\pi\xrightarrow[2或4]{用公式}\fcolorbox{red}{aqua}{锐角} \end{aligned} 31 10-2π 24

公式一

sin ⁡ ( α + k ⋅ 2 π ) = sin ⁡ α ( k ∈ Z ) cos ⁡ ( α + k ⋅ 2 π ) = cos ⁡ α ( k ∈ Z ) tan ⁡ ( α + k ⋅ 2 π ) = tan ⁡ α ( k ∈ Z ) cot ⁡ ( α + k ⋅ 2 π ) = cot ⁡ α ( k ∈ Z ) sec ⁡ ( α + k ⋅ 2 π ) = sec ⁡ α ( k ∈ Z ) csc ⁡ ( α + k ⋅ 2 π ) = csc ⁡ α ( k ∈ Z ) \begin{aligned} \sin(\alpha+k\cdot2\pi)&=\sin\alpha (k\in\Z)\\ \cos(\alpha+k\cdot2\pi)&=\cos\alpha(k\in\Z)\\ \tan(\alpha+k\cdot2\pi)&=\tan\alpha(k\in\Z)\\ \cot(\alpha+k\cdot2\pi)&=\cot\alpha(k\in\Z)\\ \sec(\alpha+k\cdot2\pi)&=\sec\alpha(k\in\Z)\\ \csc(\alpha+k\cdot2\pi)&=\csc\alpha(k\in\Z)\\ \end{aligned} sin(α+k2π)cos(α+k2π)tan(α+k2π)cot(α+k2π)sec(α+k2π)csc(α+k2π)=sinα(kZ)=cosα(kZ)=tanα(kZ)=cotα(kZ)=secα(kZ)=cscα(kZ)

公式二

sin ⁡ ( π + α ) = − sin ⁡ ( α ) cos ⁡ ( π + α ) = − cos ⁡ ( α ) tan ⁡ ( π + α ) = tan ⁡ ( α ) cot ⁡ ( π + α ) = cot ⁡ ( α ) sec ⁡ ( π + α ) = − sec ⁡ ( α ) csc ⁡ ( π + α ) = − csc ⁡ ( α ) \begin{aligned} \sin(\pi+\alpha)&=-\sin(\alpha)\\ \cos(\pi+\alpha)&=-\cos(\alpha)\\ \tan(\pi+\alpha)&=\tan(\alpha)\\ \cot(\pi+\alpha)&=\cot(\alpha)\\ \sec(\pi+\alpha)&=-\sec(\alpha)\\ \csc(\pi+\alpha)&=-\csc(\alpha)\\ \end{aligned} sin(π+α)cos(π+α)tan(π+α)cot(π+α)sec(π+α)csc(π+α)=sin(α)=cos(α)=tan(α)=cot(α)=sec(α)=csc(α)

公式三

sin ⁡ ( − α ) = − sin ⁡ α cos ⁡ ( − α ) = cos ⁡ α tan ⁡ ( − α ) = − tan ⁡ α cot ⁡ ( − α ) = − cot ⁡ α sec ⁡ ( − α ) = sec ⁡ α csc ⁡ ( − α ) = − csc ⁡ α \begin{aligned} \sin(-\alpha)&=-\sin\alpha\\ \cos(-\alpha)&=\cos\alpha\\ \tan(-\alpha)&=-\tan\alpha\\ \cot(-\alpha)&=-\cot\alpha\\ \sec(-\alpha)&=\sec\alpha\\ \csc(-\alpha)&=-\csc\alpha\\ \end{aligned} sin(α)cos(α)tan(α)cot(α)sec(α)csc(α)=sinα=cosα=tanα=cotα=secα=cscα

公式四

sin ⁡ ( π − α ) = sin ⁡ α cos ⁡ ( π − α ) = − cos ⁡ α tan ⁡ ( π − α ) = − tan ⁡ α cot ⁡ ( π − α ) = − cot ⁡ α sec ⁡ ( π − α ) = − sec ⁡ α csc ⁡ ( π − α ) = csc ⁡ α \begin{aligned} \sin(\pi-\alpha)&=\sin\alpha\\ \cos(\pi-\alpha)&=-\cos\alpha\\ \tan(\pi-\alpha)&=-\tan\alpha\\ \cot(\pi-\alpha)&=-\cot\alpha\\ \sec(\pi-\alpha)&=-\sec\alpha\\ \csc(\pi-\alpha)&=\csc\alpha\\ \end{aligned} sin(πα)cos(πα)tan(πα)cot(πα)sec(πα)csc(πα)=sinα=cosα=tanα=cotα=secα=cscα

公式五

sin ⁡ ( π 2 − α ) = cos ⁡ α cos ⁡ ( π 2 − α ) = sin ⁡ α tan ⁡ ( π 2 − α ) = cot ⁡ α cot ⁡ ( π 2 − α ) = tan ⁡ α sec ⁡ ( π 2 − α ) = csc ⁡ α csc ⁡ ( π 2 − α ) = sec ⁡ α \begin{aligned} \sin(\frac{\pi}{2}-\alpha)&=\cos\alpha\\ \cos(\frac{\pi}{2}-\alpha)&=\sin\alpha\\ \tan(\frac{\pi}{2}-\alpha)&=\cot\alpha\\ \cot(\frac{\pi}{2}-\alpha)&=\tan\alpha\\ \sec(\frac{\pi}{2}-\alpha)&=\csc\alpha\\ \csc(\frac{\pi}{2}-\alpha)&=\sec\alpha\\ \end{aligned} sin(2πα)cos(2πα)tan(2πα)cot(2πα)sec(2πα)csc(2πα)=cosα=sinα=cotα=tanα=cscα=secα

公式六

sin ⁡ ( π 2 + α ) = cos ⁡ α cos ⁡ ( π 2 + α ) = − sin ⁡ α tan ⁡ ( π 2 + α ) = − cot ⁡ α cot ⁡ ( π 2 + α ) = − tan ⁡ α sec ⁡ ( π 2 + α ) = − csc ⁡ α csc ⁡ ( π 2 + α ) = sec ⁡ α \begin{aligned} \sin(\frac{\pi}{2}+\alpha)&=\cos\alpha\\ \cos(\frac{\pi}{2}+\alpha)&=-\sin\alpha\\ \tan(\frac{\pi}{2}+\alpha)&=-\cot\alpha\\ \cot(\frac{\pi}{2}+\alpha)&=-\tan\alpha\\ \sec(\frac{\pi}{2}+\alpha)&=-\csc\alpha\\ \csc(\frac{\pi}{2}+\alpha)&=\sec\alpha\\ \end{aligned} sin(2π+α)cos(2π+α)tan(2π+α)cot(2π+α)sec(2π+α)csc(2π+α)=cosα=sinα=cotα=tanα=cscα=secα

两角和公式

sin ⁡ ( α + β ) = sin ⁡ α cos ⁡ β + cos ⁡ α sin ⁡ β sin ⁡ ( α − β ) = sin ⁡ α cos ⁡ β − cos ⁡ α sin ⁡ β cos ⁡ ( α + β ) = cos ⁡ α cos ⁡ β − sin ⁡ α sin ⁡ β cos ⁡ ( α − β ) = cos ⁡ α cos ⁡ β + sin ⁡ α sin ⁡ β tan ⁡ ( α + β ) = tan ⁡ α + tan ⁡ β 1 − tan ⁡ α tan ⁡ β tan ⁡ ( α − β ) = tan ⁡ α − tan ⁡ β 1 + tan ⁡ α tan ⁡ β cot ⁡ ( α + β ) = cot ⁡ α cot ⁡ β − 1 cot ⁡ β + cot ⁡ α cot ⁡ ( α − β ) = cot ⁡ α cot ⁡ β + 1 cot ⁡ β − cot ⁡ α \begin{aligned} \sin(\alpha+\beta)&=\sin\alpha\cos\beta+\cos\alpha\sin\beta\\ \sin(\alpha-\beta)&=\sin\alpha\cos\beta-\cos\alpha\sin\beta\\ \cos(\alpha+\beta)&=\cos\alpha\cos\beta-\sin\alpha\sin\beta\\ \cos(\alpha-\beta)&=\cos\alpha\cos\beta+\sin\alpha\sin\beta\\\\ \tan(\alpha+\beta)&=\frac{\tan\alpha+\tan\beta}{1-\tan\alpha\tan\beta}\\\\ \tan(\alpha-\beta)&=\frac{\tan\alpha-\tan\beta}{1+\tan\alpha\tan\beta}\\\\ \cot(\alpha+\beta)&=\frac{\cot\alpha\cot\beta-1}{\cot\beta+\cot\alpha}\\\\ \cot(\alpha-\beta)&=\frac{\cot\alpha\cot\beta+1}{\cot\beta-\cot\alpha} \end{aligned} sin(α+β)sin(αβ)cos(α+β)cos(αβ)tan(α+β)tan(αβ)cot(α+β)cot(αβ)=sinαcosβ+cosαsinβ=sinαcosβcosαsinβ=cosαcosβsinαsinβ=cosαcosβ+sinαsinβ=1tanαtanβtanα+tanβ=1+tanαtanβtanαtanβ=cotβ+cotαcotαcotβ1=cotβcotαcotαcotβ+1

倍角公式

tan ⁡ 2 α = 2 tan ⁡ α 1 − tan ⁡ 2 α sin ⁡ 2 α = 2 sin ⁡ α cos ⁡ α cos ⁡ 2 α = cos ⁡ 2 α − sin ⁡ 2 α = 2 cos ⁡ 2 α − 1 = 1 − 2 sin ⁡ 2 α \begin{aligned} \tan2\alpha&=\frac{2\tan\alpha}{1-\tan^2\alpha}\\\\ \sin2\alpha&=2\sin\alpha\cos\alpha\\\\ \cos2\alpha&=\cos^2\alpha-\sin^2\alpha\\ &=2\cos^2\alpha-1\\ &=1-2\sin^2\alpha \end{aligned} tan2αsin2αcos2α=1tan2α2tanα=2sinαcosα=cos2αsin2α=2cos2α1=12sin2α

半角公式

sin ⁡ α 2 = ± 1 − cos ⁡ α 2 cos ⁡ α 2 = ± 1 + cos ⁡ α 2 tan ⁡ α 2 = sin ⁡ α 1 + cos ⁡ α = 1 − cos ⁡ α sin ⁡ α = ± 1 − cos ⁡ α 1 + cos ⁡ α cot ⁡ α 2 = 1 + cos ⁡ α sin ⁡ α = sin ⁡ α 1 − cos ⁡ α = ± 1 + cos ⁡ α 1 − cos ⁡ α \begin{aligned} \sin\frac{\alpha}{2}&=\pm\sqrt{\frac{1-\cos\alpha}{2}}\\\\ \cos\frac{\alpha}{2}&=\pm\sqrt{\frac{1+\cos\alpha}{2}}\\\\ \tan\frac{\alpha}{2}=\frac{\sin\alpha}{1+\cos\alpha}&=\frac{1-\cos\alpha}{\sin\alpha}=\pm\sqrt{\frac{1-\cos\alpha}{1+\cos\alpha}}\\\\ \cot\frac{\alpha}{2}=\frac{1+\cos\alpha}{\sin\alpha}&=\frac{\sin\alpha}{1-\cos\alpha}=\pm\sqrt{\frac{1+\cos\alpha}{1-\cos\alpha}}\\\\ \end{aligned} sin2αcos2αtan2α=1+cosαsinαcot2α=sinα1+cosα=±21cosα =±21+cosα =sinα1cosα=±1+cosα1cosα =1cosαsinα=±1cosα1+cosα

和差化积

sin ⁡ α + sin ⁡ β = 2 sin ⁡ ( α + β 2 ) cos ⁡ ( α − β 2 ) sin ⁡ α − sin ⁡ β = 2 cos ⁡ ( α + β 2 ) sin ⁡ ( α − β 2 ) cos ⁡ α + cos ⁡ β = 2 cos ⁡ ( α + β 2 ) cos ⁡ ( α − β 2 ) cos ⁡ α − cos ⁡ β = − 2 sin ⁡ ( α + β 2 ) sin ⁡ ( α − β 2 ) tan ⁡ α + tan ⁡ β = sin ⁡ ( α + β ) cos ⁡ α + cos ⁡ β \begin{aligned} \sin\alpha+\sin\beta&=2\sin\left(\frac{\alpha+\beta}{2}\right)\cos\left(\frac{\alpha-\beta}{2}\right)\\\\ \sin\alpha-\sin\beta&=2\cos\left(\frac{\alpha+\beta}{2}\right)\sin\left(\frac{\alpha-\beta}{2}\right)\\\\ \cos\alpha+\cos\beta&=2\cos\left(\frac{\alpha+\beta}{2}\right)\cos\left(\frac{\alpha-\beta}{2}\right)\\\\ \cos\alpha-\cos\beta&=-2\sin\left(\frac{\alpha+\beta}{2}\right)\sin\left(\frac{\alpha-\beta}{2}\right)\\\\ \tan\alpha+\tan\beta&=\frac{\sin(\alpha+\beta)}{\cos\alpha+\cos\beta} \end{aligned} sinα+sinβsinαsinβcosα+cosβcosαcosβtanα+tanβ=2sin(2α+β)cos(2αβ)=2cos(2α+β)sin(2αβ)=2cos(2α+β)cos(2αβ)=2sin(2α+β)sin(2αβ)=cosα+cosβsin(α+β)

积化和差

sin ⁡ α cos ⁡ β = 1 2 [ sin ⁡ ( α + β ) + sin ⁡ ( α − β ) ] cos ⁡ α sin ⁡ β = 1 2 [ sin ⁡ ( α + β ) − sin ⁡ ( α − β ) ] sin ⁡ α sin ⁡ β = 1 2 [ cos ⁡ ( α − β ) − cos ⁡ ( α + β ) ] cos ⁡ α cos ⁡ β = 1 2 [ cos ⁡ ( α − β ) + cos ⁡ ( α + β ) ] \begin{aligned} \sin\alpha\cos\beta&=\frac{1}{2}[\sin(\alpha+\beta)+\sin(\alpha-\beta)]\\\\ \cos\alpha\sin\beta&=\frac{1}{2}[\sin(\alpha+\beta)-\sin(\alpha-\beta)]\\\\ \sin\alpha\sin\beta&=\frac{1}{2}[\cos(\alpha-\beta)-\cos(\alpha+\beta)]\\\\ \cos\alpha\cos\beta&=\frac{1}{2}[\cos(\alpha-\beta)+\cos(\alpha+\beta)]\\\\ \end{aligned} sinαcosβcosαsinβsinαsinβcosαcosβ=21[sin(α+β)+sin(αβ)]=21[sin(α+β)sin(αβ)]=21[cos(αβ)cos(α+β)]=21[cos(αβ)+cos(α+β)]

万能公式

sin ⁡ α = 2 tan ⁡ α 2 1 + tan ⁡ 2 α 2 cos ⁡ α = 1 − tan ⁡ 2 α 2 1 + tan ⁡ 2 α 2 tan ⁡ α = 2 tan ⁡ α 2 1 − tan ⁡ 2 α 2 \begin{aligned} \sin\alpha&=\frac{2\tan\frac{\alpha}{2}}{1+\tan^2\frac{\alpha}{2}}\\\\ \cos\alpha&=\frac{1-\tan^2\frac{\alpha}{2}}{1+\tan^2\frac{\alpha}{2}}\\\\ \tan\alpha&=\frac{2\tan\frac{\alpha}{2}}{1-\tan^2\frac{\alpha}{2}}\\\\ \end{aligned} sinαcosαtanα=1+tan22α2tan2α=1+tan22α1tan22α=1tan22α2tan2α

降幂公式

sin ⁡ 2 α = 1 − cos ⁡ 2 α 2 cos ⁡ 2 α = 1 + cos ⁡ 2 α 2 tan ⁡ 2 α = 1 − cos ⁡ 2 α 1 + cos ⁡ 2 α \begin{aligned} \sin^2\alpha=\frac{1-\cos2\alpha}{2}\\\\ \cos^2\alpha=\frac{1+\cos2\alpha}{2}\\\\ \tan^2\alpha=\frac{1-\cos2\alpha}{1+\cos2\alpha}\\\\ \end{aligned} sin2α=21cos2αcos2α=21+cos2αtan2α=1+cos2α1cos2α
三角函数公式_第1张图片

正弦定理

在任意 △ \triangle ABC中,角 α , β , γ \alpha,\beta,\gamma α,β,γ所对的边长分别为a,b,c,
三角形外接圆半径为R,则有

a sin ⁡ α = b sin ⁡ β = c sin ⁡ γ = 2 R \begin{aligned} \frac{a}{\sin\alpha}=\frac{b}{\sin\beta}=\frac{c}{\sin\gamma}=2R \\ \end{aligned} sinαa=sinβb=sinγc=2R

变形得

a = 2 R sin ⁡ α b = 2 R sin ⁡ β c = 2 R sin ⁡ γ a : b : c = sin ⁡ α : sin ⁡ β : sin ⁡ γ S = 1 2 a b sin ⁡ γ = 1 2 a c sin ⁡ β = 1 2 b c sin ⁡ α \begin{aligned} a&=2R\sin\alpha\\b&=2R\sin\beta\\c&=2R\sin\gamma\\\\ a:b:c&=\sin\alpha:\sin\beta:\sin\gamma\\\\ S&=\frac{1}{2}ab\sin\gamma\\&=\frac{1}{2}ac\sin\beta\\&=\frac{1}{2}bc\sin\alpha \end{aligned} abca:b:cS=2Rsinα=2Rsinβ=2Rsinγ=sinα:sinβ:sinγ=21absinγ=21acsinβ=21bcsinα

余弦定理

a 2 = b 2 + c 2 − 2 b c cos ⁡ α b 2 = a 2 + c 2 − 2 a c cos ⁡ β c 2 = a 2 + b 2 − 2 a b cos ⁡ γ \begin{aligned} a^2&=b^2+c^2-2bc\cos\alpha\\ b^2&=a^2+c^2-2ac\cos\beta\\ c^2&=a^2+b^2-2ab\cos\gamma \end{aligned} a2b2c2=b2+c22bccosα=a2+c22accosβ=a2+b22abcosγ

也可表示为

cos ⁡ α = b 2 + c 2 − a 2 2 b c cos ⁡ β = a 2 + c 2 − b 2 2 a c cos ⁡ γ = a 2 + b 2 − c 2 2 a b \begin{aligned} \cos\alpha=\frac{b^2+c^2-a^2}{2bc}\\ \cos\beta=\frac{a^2+c^2-b^2}{2ac}\\ \cos\gamma=\frac{a^2+b^2-c^2}{2ab} \end{aligned} cosα=2bcb2+c2a2cosβ=2aca2+c2b2cosγ=2aba2+b2c2

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