傻逼三角函数学习笔记

除了上面这张图都是贺的一数

正弦sin\sin余弦cos\cos正切tan\tan余切cot\cot正割sec\sec余割csc\csc

任意角三角函数:在平面直角坐标系上画一个单位圆,角 α\alpha 作为角度,边按照三角函数规则比起来就是任意角三角函数,与圆相连的是斜边,对边就是对边,临边就是临边

同角三角函数的基本关系

首先有 x2+y2=1x^2+y^2=1

  1. cos2α+sin2α=1\cos^2\alpha+\sin^2\alpha=1
  2. tanα=sinαcosα\tan \alpha=\frac{\sin \alpha}{\cos \alpha} 注意 cosα\cos \alpha 不能等于 00 ,即 απ2+kπ,kZ\alpha\not=\frac{\pi}{2}+k\pi,k\in \mathbb{Z}

诱导公式

这里只用证明第一象限是正确的就可以推广到所有象限了

y=sinαy=\sin \alpha 是奇函数

y=cosαy=\cos \alpha 是偶函数

y=tanαy=\tan \alpha 是奇函数

画个单位圆就出来了

sin(π2α)=cosα\sin(\frac{\pi}{2}-\alpha)=\cos\alpha 这两个角互余

cos(π2α)=sinα\cos(\frac{\pi}{2}-\alpha)=\sin\alpha 同理

tan(π2α)=cotα\tan(\frac{\pi}{2}-\alpha)=\cot\alpha 定义

sin(πα)=sinα\sin(\pi-\alpha)=\sin\alpha

cos(πα)=cos(α)\cos(\pi-\alpha)=-\cos(\alpha)

tan(πα)=tan(α)\tan(\pi-\alpha)=-\tan(\alpha)

奇变偶不变,符号看象限

sin(α+kπ2),sin(α+kπ2)\sin(\alpha+k\frac{\pi}{2}),\sin(\alpha+k\frac{\pi}{2})

kk 为奇数的时候 sin(cos)\sin(\cos) 变为 cos(sin)\cos(\sin)

kmod4k \bmod 4 后看原来三角函数正负值

sin(α32π)=sin(α+(3)π2)=cosα\sin(\alpha-\frac{3}{2}\pi)=\sin(\alpha+(-3)\frac{\pi}{2})=\cos\alpha

cos(72πα)=cos(α32π)=sinα\cos(\frac{7}{2}\pi-\alpha)=cos(\alpha-\frac{3}{2}\pi)=-\sin\alpha 第一部转化是因为是偶函数

三角恒等变换

三角函数和与差公式

研究多个角之间的关系

sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ\sin(\alpha+\beta)=\sin\alpha\cos\beta+\cos\alpha\sin\beta

sin(α+β)=sinαcosβcosαsinβ\sin(\alpha+\beta)=\sin\alpha\cos\beta-\cos\alpha\sin\beta

cos(α+β)=cosαcosβsinαsinβ\cos(\alpha+\beta)=\cos\alpha\cos\beta-\sin\alpha\sin\beta

cos(αβ)=cosαcosβ+sinαsinβ\cos(\alpha-\beta)=\cos\alpha\cos\beta+\sin\alpha\sin\beta

tan(α+β)=tanα+tanβ1tanαtanβ\tan(\alpha+\beta)=\frac{\tan\alpha+\tan\beta}{ 1-\tan\alpha\tan\beta}

tan(α+β)=tanαtanβ1+tanαtanβ\tan(\alpha+\beta)=\frac{\tan\alpha-\tan\beta}{ 1+\tan\alpha\tan\beta}

后面柿子的符号可以通过角的大小变化来记

辅助角公式

sinα+cosα=2(sinα12+cosα12)\sin\alpha+\cos\alpha=\sqrt2(\sin\alpha\frac{1}{\sqrt2}+\cos\alpha\frac{1}{\sqrt2})

因为 sin45=cos45=12\sin45^\circ=\cos45^\circ=\frac{1}{\sqrt2}

所以原式等于 2(sinαcos45+cosαsin45)=2sin(α+45)\sqrt2(\sin\alpha\cos45^\circ+\cos\alpha\sin45^\circ)=\sqrt2\sin(\alpha+45^\circ)

推广:

Asinα+Bcosα=A2+B2(sinαAA2+B2+cosαBA2+B2)A\sin\alpha+B\cos\alpha=\sqrt{A^2+B^2}(\sin\alpha\frac{A}{\sqrt{A^2+B^2}}+\cos\alpha\frac{B}{\sqrt{A^2+B^2}})

发现一定可以找到一个角 β\beta 使得 cosβ=AA2+B2,sinβ=BA2+B2\cos\beta=\frac{A}{\sqrt{A^2+B^2}},\sin\beta=\frac{B}{\sqrt{A^2+B^2}}

所以原始等于 A2+B2sin(α+β)\sqrt{A^2+B^2}\sin(\alpha+\beta)

二倍角公式

我们知道 sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ\sin(\alpha+\beta)=\sin\alpha\cos\beta+\cos\alpha\sin\beta ,所以当 α=β\alpha=\betasin2α=2sinαcosα\sin2\alpha=2\sin\alpha\cos\alpha

同理 cos2α=cos2αsin2α\cos2\alpha=\cos^2\alpha-\sin^2\alpha

因为 sin2α+cos2α=1\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1 ,所以 cos2α=2cos2α1\cos2\alpha=2\cos^2\alpha-1 ,同理,也有 cos2α=12sin2α\cos2\alpha=1-2\sin^2\alpha ,这玩意是可以降次的

tan2α=2tanα1tan2α\tan2\alpha=\frac{2\tan\alpha}{1-\tan^2\alpha}

解三角形

正弦定理

asinA=bsinB=csinC=2R,R\frac{a}{\sin A}=\frac{b}{\sin B}=\frac{c}{\sin C}=2R,R 是外接圆半径

证明:作垂线就行了,2R2R 就做一个这个就好了

余弦定理

c2=a2+b22abcosCc^2=a^2+b^2-2ab\cos C

推论:cosC=a2+b2c22ab\cos C=\frac{a^2+b^2-c^2}{2ab}

证明:设向量 ABABc\vec{c} ,向量 CBCBa\vec{a} 向量 CACAb\vec{b}

c=ab\vec{c}=\vec{a}-\vec{b}

c2=(a+b)2\vec{c}^2=(\vec{a}+\vec{b})^2

c2=a2+b2+2abc^2=\vec{a}^2+\vec{b}^2+2\vec{a}\vec{b}

c2=a2+b2+2abcosCc^2=a^2+b^2+2ab\cos C


傻逼三角函数学习笔记
http://lnyxqwq.github.io/2023/08/15/傻逼三角函数学习笔记/
作者
lnyx
发布于
2023年8月15日
许可协议