在数学中,正弦(sin)、余弦(cos)和正切(tan)是基本的三角函数,它们通常用于描述直角三角形中角度与边长之间的关系。以下是这些函数的基本定义和公式:
1. 正弦(sin):
定义:在直角三角形中,正弦值是对边与斜边的比值。
公式:sin(θ) = 对边 / 斜边
2. 余弦(cos):
定义:在直角三角形中,余弦值是邻边与斜边的比值。
公式:cos(θ) = 邻边 / 斜边
3. 正切(tan):
定义:在直角三角形中,正切值是对边与邻边的比值。
公式:tan(θ) = 对边 / 邻边
这些函数的值在单位圆(半径为1的圆)上也可以表示为角度的函数。在单位圆上,角度θ的正弦值是对应点的y坐标,余弦值是对应点的x坐标,而正切值是对应点的y坐标除以x坐标。
以下是这些函数在单位圆上的表达式:
1. 正弦(sin):
公式:sin(θ) = y / r,其中r是单位圆的半径,对于单位圆,r=1,所以sin(θ) = y
2. 余弦(cos):
公式:cos(θ) = x / r,其中r是单位圆的半径,对于单位圆,r=1,所以cos(θ) = x
3. 正切(tan):
公式:tan(θ) = y / x
这些函数在直角坐标系中也可以通过角度的弧度来表示。弧度是角度的另一种度量单位,一个完整的圆是2π弧度。
sin(θ) = y
cos(θ) = x
tan(θ) = y / x
在三角函数的计算中,还经常使用到以下恒等式:
sin2(θ) + cos2(θ) = 1(勾股定理)
tan(θ) = sin(θ) / cos(θ)
cot(θ) = 1 / tan(θ)(余切)
sec(θ) = 1 / cos(θ)(正割)
csc(θ) = 1 / sin(θ)(余割)
这些恒等式在解决三角函数问题时非常有用。