一口气记住高中所有三角函数公式_高中三角函数所有公式汇总
三角函数是一类最基本、最重要的函数,它包括:
余弦函数:
正弦函数:
正切函数:
其中余割、正割和余切可以通过正弦、余弦和正切表示(主要是高考基本不考),故不在这里进行讨论……
三角函数常被用于刻画现实世界中具有周期性变化的现象,如钟摆、交变电流……此外,三角函数是傅里叶级数、傅里叶变换、复变函数等高等数学内容的基础。因此,学好三角函数对于学好高中数学、应付高考以及为高等数学打好基础具有重要意义。
然而,由于三角函数公式繁多(包括六组诱导公式,两角和差的正、余弦公式,两角和差的正切公式,二倍角公式,辅助角公式,半角公式,和差化积公式,积化和差公式,万能公式,正弦定理,余弦定理……)、变化灵活,因此包括我在内的很多人第一次学习三角函数时,常常面临以下困难:记不住公式、把公式记混了、无法灵活运用公式……
为了克服这些困难,我们将众多三角函数公式分为两类——原始公式和导出公式,其中原始公式有13个,需要牢记;导出公式一大堆,掌握推导过程即可。
一、原始公式
1—3、终边相同的角对应的正弦值、余弦值和正切值分别相等:
4、关于轴对称的两个角的余弦值相等,正弦值互为相反数;
关于轴对称(互补)的两个角的余弦值互为相反数,正弦值相等:
5、互余的两个角,其中一个角的正弦值等于另外一个角的余弦值:
6、正弦函数与余弦函数的平方和恒为一,余弦函数倒数的平方与正切函数的平方差恒为一:
7、正切函数可视为正弦函数与余弦函数之比:
8、两角差的余弦公式:
证明方法:
在如图所示的单位圆中,
设,,
显然,
将线段逆时针旋转得到线段,则有,
根据等大的圆心角对应的弦长相等,我们有
根据三角函数的定义,我们可以得到$ A,B,C $的坐标:
根据勾股定理,我们有:
化简得:
9、两角和的余弦公式:
证明:
10、两角和的正弦公式:
证明:
11、两角差的正弦公式:
证明:
12、两角和的正切公式:
证明:
13、两角和的正切公式:
证明:
二、导出公式
1、二倍角公式:对于两角和公式,令,我们有——
2、降幂公式:用二倍角余弦公式,我们有——
3、半角公式:对于降幂公式,令,我们有——
注:的正负性要通过位于第几象限决定。
4、辅助角公式(常用来求形如这类函数的最值):
证明:
5、万能公式(虽说叫万能公式,但不是真的万能):
仅证明第一个公式:
6、积化和差公式(同样只证明第一个,其他留作练习):
考虑到两角和差的正弦公式:
两式相加,可得:
7、和差化积公式(同样只证明第一个,其他留作练习):
令,反解出
代入
可得:
注:(1)导出公式中最需要注意的是二倍角公式和辅助角公式(因为这两个公式应用最为广泛,考得最多),像是和差化积公式和积化和差公式,我们只要知道怎么推导就行,不需要强迫自己记住;(2)所有的诱导公式都可以通过两角和差的正余弦公式、正切公式推导出来,如: