【tansincos常用函数公式】在数学中,三角函数是研究角度与边长关系的重要工具,广泛应用于物理、工程、计算机科学等领域。其中,正切(tan)、正弦(sin)和余弦(cos)是最常用的三种三角函数。以下是对这些函数的基本公式和性质的总结。
一、基本定义
函数 | 定义式 | 说明 |
正弦(sin) | $\sin \theta = \frac{\text{对边}}{\text{斜边}}$ | 直角三角形中,对边与斜边的比值 |
余弦(cos) | $\cos \theta = \frac{\text{邻边}}{\text{斜边}}$ | 直角三角形中,邻边与斜边的比值 |
正切(tan) | $\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} = \frac{\text{对边}}{\text{邻边}}$ | 正弦与余弦的比值,或对边与邻边的比值 |
二、常见角度的三角函数值
角度(°) | 弧度(rad) | $\sin \theta$ | $\cos \theta$ | $\tan \theta$ |
0° | 0 | 0 | 1 | 0 |
30° | $\frac{\pi}{6}$ | $\frac{1}{2}$ | $\frac{\sqrt{3}}{2}$ | $\frac{\sqrt{3}}{3}$ |
45° | $\frac{\pi}{4}$ | $\frac{\sqrt{2}}{2}$ | $\frac{\sqrt{2}}{2}$ | 1 |
60° | $\frac{\pi}{3}$ | $\frac{\sqrt{3}}{2}$ | $\frac{1}{2}$ | $\sqrt{3}$ |
90° | $\frac{\pi}{2}$ | 1 | 0 | 不存在 |
三、三角恒等式
公式 | 说明 |
$\sin^2 \theta + \cos^2 \theta = 1$ | 基本恒等式,适用于所有角度 |
$1 + \tan^2 \theta = \sec^2 \theta$ | 由基本恒等式推导而来 |
$\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta}$ | 正切的定义式 |
$\cot \theta = \frac{1}{\tan \theta}$ | 余切函数,为正切的倒数 |
$\sin(-\theta) = -\sin \theta$ | 正弦函数为奇函数 |
$\cos(-\theta) = \cos \theta$ | 余弦函数为偶函数 |
$\tan(-\theta) = -\tan \theta$ | 正切函数为奇函数 |
四、三角函数的周期性
- 正弦函数:周期为 $2\pi$
- 余弦函数:周期为 $2\pi$
- 正切函数:周期为 $\pi$
五、应用举例
- 在工程中,计算结构受力时常用三角函数分析角度与力的关系。
- 在信号处理中,正弦和余弦函数用于表示周期性信号。
- 在编程中,许多语言(如Python、C++)都内置了`math.sin()`、`math.cos()`、`math.tan()`等函数。
通过掌握这些基础公式和性质,可以更有效地理解和应用三角函数,解决实际问题。