三角函式是怎麼回事,請告訴我

2021-03-03 21:55:52 字數 4413 閱讀 4412

1樓:左手的紅繩

本質是任意角的集合與一個比值的集合的變數之間的對映。通常的三角函式是在平面直角座標系中定義的,其定義域為整個實數域。另一種定義是在直角三角形中,但並不完全。

現代數學把它們描述成無窮數列的極限和微分方程的解,將其定義擴充套件到複數系。它包含六種基本函式:正弦、餘弦、正切、餘切、正割、餘割。

由於三角函式的週期性,它並不具有單值函式意義上的反函式。三角函式在複數中有較為重要的應用。在物理學中,三角函式也是常用的工具。

銳角三角函式定義  如下圖的三點a、b、c的連線,ab、ac、bc,構成一個直角三角形,其中∠acb為直角。對於ab與ac的夾角∠bac而言:

rt△abc

對邊(opposite)a=bc

斜邊(hypotenuse)h=ab

鄰邊(adjacent)b=ac

基本函式英文縮寫表示式語言描述正弦函式sinesina/h∠a的對邊比斜邊餘弦函式cosinecosb/h∠a的鄰邊比斜邊 正切函式tangenttana/b∠a的對邊比鄰邊餘切函式cotangentcotb/a∠a的鄰邊比對邊正割函式secantsech/b∠a的斜邊比鄰邊餘割函式cosecantcsch/a∠a的斜邊比對邊 (注:tan、cot曾被寫作tg、ctg,現已不用這種寫法。)

罕見三角函式

除了上述六個常見的函式,還有一些不常見的三角函式:

versin

函式名與常見函式轉化關係正矢函式versinθ=2-cosθ​vercosinθ=2+cosθ餘矢函式coversinθ=2-sinθ​covercosinθ=2+sinθ半正矢函式haversinθ=(2-cosθ)/3​havercosinθ=(2+cosθ)/3半餘矢函式hacoversinθ=(1-sinθ)/2​hacovercosinθ=(1+sinθ)/2外正割函式exsecθ=secθ-1外餘割函式excscθ=cscθ-1

任意角三角函式定義

如圖:在平面直角座標系中設o-x為任意角α的始邊,在角α終邊上任取一點p(x,y),令op=r.

三角函式

sinα=y/r secα=r/x

cosα=x/r cscα=r/y

tanα=y/x cotα=x/y

單位圓定義

六個三角函式也可以依據半徑為1中心為原點的單位圓來定義。單位圓定義在實際計算上沒有大的價值;實際上對多數角它都依賴於直角三角形。但是單位圓定義的確允許三角函式對所有正數和負數輻角都有定義,而不只是對於在 0 和 π/2 弧度之間的角。

它也提供了一個影象,把所有重要的三角函式都包含了。根據勾股定理,

三角函式

單位圓的方程是:x^2+y^2=1

影象中給出了用弧度度量的一些常見的角。逆時針方向的度量是正角,而順時針的度量是負角。設一個過原點的線,同 x軸正半部分得到一個角 θ,並與單位圓相交。

這個交點的 x和 y座標分別等於cosθ和sinθ。影象中的三角形確保了這個公式;半徑等於斜邊且長度為1,所以有 sinθ= y/1 和 cosθ= x/1。單位圓可以被視為是通過改變鄰邊和對邊的長度,但保持斜邊等於 1的一種檢視無限個三角形的方式。

對於大於 2π 或小於等於2π 的角度,可直接繼續繞單位圓旋轉。在這種方式下,正弦和餘弦變成了週期為 2π的周期函式:對於任何角度 θ和任何整數k。

周期函式的最小正週期叫做這個函式的「基本週期」。正弦、餘弦、正割或餘割的基本週期是全圓,也就是 2π 弧度或 360°;正切或餘切的基本週期是半圓,也就是 π 弧度或 180°。上面只有正弦和餘弦是直接使用單位圓定義的,其他四個三角函式的定義如圖所示。

在正切函式的影象中,在角 kπ 附近變化緩慢,而在接近角 (k+ 1/2)π 的時候變化迅速。正切函式的影象在 θ = (k+ 1/2)π 有垂直漸近線。這是因為在 θ 從左側接進 (k+ 1/2)π 的時候函式接近正無窮,而從右側接近 (k+ 1/2)π 的時候函式接近負無窮。

三角函式

另一方面,所有基本三角函式都可依據中心為 o的單位圓來定義,類似於歷史上使用的幾何定義。特別 是,對於這個圓的弦ab,這裡的 θ 是對向角的一半,sin θ是 ac(半弦),這是印度的阿耶波多介入的定義。cosθ 是水平距離 oc,versin θ=1-cosθ是cd。

tanθ是通過 a的切線的線段ae的長度,所以這個函式才叫正切。cotθ是另一個切線段 af。 secθ=oe和 cscθ=of是割線(與圓相交於兩點)的線段,所以可以看作 oa沿著 a 的切線分別向水平和垂直軸的投影。

de是 exsecθ= secθ-1(正割在圓外的部分)。通過這些構造,容易看出正割和正切函式在 θ 接近 π/2的時候發散,而餘割和餘切在 θ 接近零的時候發散。

級數定義

只使用幾何和極限的性質,可以證明正弦的導數是餘弦,餘弦的導數是負的正弦。(在微積分中,所有角度都以弧度來度量)。我們可以接著使用泰勒級數的理論來證明下列恆等式對於所有實數x都成立:

這些恆等式經常被用做正弦和餘弦函式的定義。它們經常被用做三角函式的嚴格處理和應用的起點(比如,在傅立葉級數中),因為無窮級數的理論可從實數系的基礎上發展而來,不需要任何幾何方面的考慮。這樣,這些函式的可微性和連續性便可以單獨從級數定義來確立。

其他級數可見於:

注:un是n次上/下數,

bn是n次伯努利數,

三角函式線

依據單位圓定義,我們可以做三個有向線段(向量)來表示正弦、餘弦、正切的值。

如圖所示,圓o是一個單位圓,p是α的終邊與單位圓上的交點,m點是p在x軸的投影,s(1,0)是圓o與x軸正半軸的交點,過s點做圓o的切線l。

那麼向量mp對應的就是α的正弦值,向量om對應的就是餘弦值。op的延長線(或反向延長線)與l的交點為t,則向量st對應的就是正切值。向量的起止點不能顛倒,因為其方向是有意義的。

藉助線三角函式線,我們可以觀察到第二象限角α的正弦值為正,餘弦值為負,正切值為負。

1.銳角三角函式定義

銳角角a的正弦(sin),餘弦(cos)和正切(tan),餘切(cot)以及正割(sec),(餘割csc)都叫做角a的銳角三角函式。

正弦(sin)等於對邊比斜邊;

餘弦(cos)等於鄰邊比斜邊;

正切(tan)等於對邊比鄰邊;

餘切(cot)等於鄰邊比對邊;

正割(sec)等於斜邊比鄰邊;

餘割(csc)等於斜邊比對邊。

2.互餘角的三角函式關係

sin(90°-α)=cosα, cos(90°-α)=sinα,

tan(90°-α)=cotα, cot(90°-α)=tanα。

3.同角三角函式間的關係

商數關係:

sina/cosa=tana

·平方關係:

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

·積的關係:

sina=tana·cosa

cosa=cota·sina

cota=cosa·csca

tana·cota=1

·倒數關係:

直角三角形abc中

角a的正弦值就等於角a的對邊比斜邊,

餘弦等於角a的鄰邊比斜邊

正切等於對邊比鄰邊,

餘切等於鄰邊比對邊

4.三角函式值

(1)特殊角三角函式值

(2)0°~90°的任意角的三角函式值,查三角函式表

(3)銳角三角函式值的變化情況

(i)銳角三角函式值都是正值

(ii)當角度在0°~90°間變化時,

正弦值隨著角度的增大(或減小)而增大(或減小)

餘弦值隨著角度的增大(或減小)而減小(或增大)

正切值隨著角度的增大(或減小)而增大(或減小)

餘切值隨著角度的增大(或減小)而減小(或增大)

(iii)當角度在0°≤∠a≤90°間變化時,

0≤sinα≤1, 1≥cosa≥0

當角度在0°<∠a<90°間變化時,

tana>0, cota>0

特殊的三角函式值

a 0°30°45°60°90°120°135°150°180°270°a弧度0π/6π/4π/3π/22π/33π/45π/6π3π/2sina01/2√2/2√3/21√3/2√2/21/20-1cosa1√3/2√2/21/20-1/2-√2/2-√3/2-10tana0√3/31√3none-√3-1-√3/30nonecotanone√31√3/30-√3/3-1-√3none0a15°75°a弧度π/125π/12sina(√6-√2)/4(√6+√2)/4cosa(√6+√2)/4(√6-√2)/4tana2-√32+√3cota2+√32-√3「銳角三角函式」屬於三角學,是《數學課程標準》中「空間與圖形」領域的重要內容。從《數學課程標準》看,中學數學把三角學內容分成兩個部分,第一部分放在義務教育第三學段,第二部分放在高中階段。在義務教育第三學段,主要研究銳角三角函式和解直角三角形的內容,本套教科書安排了一章的內容,就是本章「銳角三角函式」。

在高中階段的三角內容是三角學的主體部分,包括解斜三角形、三角函式、反三角函式和簡單的三角方程。無論是從內容上看,還是從思考問題的方法上看,前一部分都是後一部分的重要基礎,掌握銳角三角函式的概念和解直角三角形的方法,是學習三角函式和解斜三角形的重要準備。

怎樣學好三角函式?公式怎麼背,數學 三角函式的公式怎麼背啊,有什麼技巧麼

如何學好三角函式 本章教學目標1.1 任意角的概念以及弧度制.正確表示象限角 區間角 終邊相同的角,熟練地進行角度制與弧度制的換算.2 任意角的三角函式定義,三角函式的符號變化規律,三角函式線的意義.2.1 同角三角函式的基本關係和誘導公式.2 已知三角函式值求角.3.函式y sinx y cosx...

什麼是三角函式的性質,三角函式的性質是什麼?

從影象 定義域 值域 奇偶性 最小正週期 單調區間等等來了解。課本應該有 同角三角函式間的基本關係式 平方關係 sin 2 cos 2 1 tan 2 1 sec 2 cot 2 1 csc 2 商的關係 tan sin cos cot cos sin 倒數關係 tan cot 1 sin csc ...

同角三角函式的基本關係是啥,同角三角函式關係式有哪些?

三類 一 同角三角函式的基本關係 sin 2 cos 2 1 tan cot sin csc cos sec 1 sec 2 tan 2 csc 2 cos 2 1 二 誘導公式,在360 內的變換 角度制 取值sin cos tan sin cos tan sin cos tan 180 sin ...