三角公式

三角关系

三角函数

一、基本公式

1. 基本关系式

sin2⁡α+cos2⁡α=11+tan2⁡α=sec2⁡α1+cot2⁡α=csc2⁡α

2. 诱导公式

二、三角公式

graph LR
1[基本公式] --> 2[和差公式]
2--> 积化和差 & 和差化积
1 & 2 --> 3[倍角公式]
3 & 1 --> 降幂公式

1. 和差公式

三角公式的基础(向量证明两角差的余弦公式,再经过诱导公式推得其他式子)

cos⁡(A−B)=cos⁡Acos⁡B+sin⁡Asin⁡Bcos⁡(A+B)=cos⁡Acos⁡B−sin⁡Asin⁡Bsin⁡(A+B)=sin⁡Acos⁡B+cos⁡Asin⁡Bsin⁡(A−B)=sin⁡Acos⁡B−cos⁡Asin⁡Btan⁡(x+y)=tan⁡x+tan⁡y1−tan⁡xtan⁡ytan⁡(x−y)=tan⁡x−tan⁡y1+tan⁡xtan⁡yarctan⁡x−y1+xy=arctan⁡x−arctan⁡y

2. 积化和差

sin⁡Asin⁡B=12(cos⁡(A−B)−cos⁡(A+B))cos⁡Acos⁡B=12(cos⁡(A−B)+cos⁡(A+B))cos⁡Asin⁡B=12(sin⁡(A+B)−sin⁡(A−B))sin⁡Acos⁡B=12(sin⁡(A+B)+sin⁡(A−B))

3. 和差化积

sin⁡(A+B)+sin⁡(A−B)=2sin⁡Acos⁡Bsin⁡(A+B)−sin⁡(A−B)=2cos⁡Asin⁡Bcos⁡(A+B)+cos⁡(A−B)=2cos⁡Acos⁡Bcos⁡(A+B)−cos⁡(A−B)=−2sin⁡Asin⁡B

令 A+B=α,A−B=β,则 A=α+β2,B=α−β2

得到一般意义上的和差化积

4. 倍角公式

将三角的和差公式的不同角换为同一个角,即得到倍角公式(其中倍角余弦可以进一步根据三角函数基本关系得到不同的表达):

sin⁡2A=2sin⁡Acos⁡Acos⁡2A=cos2⁡A−sin2⁡A=2cos2⁡A−1=1−2sin2⁡A

5. 降幂公式

根据三角基本关系和倍角公式,可以进一步得到:

sin2⁡A=12(1−cos⁡2A)cos2⁡A=12(1+cos⁡2A)∑k=1mcos⁡kt=cos⁡m+12t⋅sin⁡mt2sin⁡t2

6. 半角公式

sin⁡θ1−cos⁡θ=cot⁡θ2

1−cos⁡θ=2sin2⁡(θ/2) , sin⁡θ=2sin⁡(θ/2)cos⁡(θ/2)