三角法恒等式

你也许想先去看看 三角法

直角三角形

三角法恒等式是对于直角三角形来说是成立的方程。(若不是直角三角形,你可以去 三角形恒等式 看看。)

直角三角形的每一条边都有个名字:

三角形显示对边、邻边和斜边

对边、邻边和斜边例子

邻边一定实在角的旁边

对边是在角的对面

我们会学习很多不同的函数,但它们都是从一个简单的三角形衍生出来:

正弦、余弦和正切

三角法里的三个主要函数是 正弦、余弦和正切

它们只不过是 一边的长度除以另一边的长度

对于一个直角三角形,其中一个角(不是直角)为 θ

sin=对边/斜边 cos=邻变/斜边 tan=对边/邻边

正弦函数:
sin(θ) = 对边 / 斜边
余弦函数:
cos(θ) = 邻边 / 斜边
正切函数:
tan(θ) = 对边 / 邻边

以给定角度 θ,这三个比是不变的,它们的值
并不会随着三角形的大小而改变

 

把正弦除以余弦的结果是:

三角 sin/cos = (对边/斜边) / (邻边/斜边e) = (对边) / (邻边)

所以:

tan(θ) = sin(θ)/cos(θ)

这是第一个 三角法恒等式

余割、正割和余切

我们也可以"反过来"除(例如 邻边/对边):

三角形显示对边、邻边和斜边

余割函数:
csc(θ) = 斜边 / 对边
正割函数:
sec(θ) = 斜边 / 邻边
余切函数:
cot(θ) = 邻边 / 对边

 

例子:若 对边 = 2,斜边 = 4,则

sin(θ) = 2/4csc(θ) = 4/2

所以:

sin(θ) = 1/csc(θ)

cos(θ) = 1/sec(θ)

tan(θ) = 1/cot(θ)

反过来:

csc(θ) = 1/sin(θ)

sec(θ) = 1/cos(θ)

cot(θ) = 1/tan(θ)

同时:

cot(θ) = cos(θ)/sin(θ)

勾股定理

接下来我们从 勾股定理开始:

直角三角形

勾股定理说:在直角三角形里,a的平方加b的平方等于c的平方:

a2 + b2 = c2

除以 c2

a2 c2 = b2 c2 = c2 c2

简化为:

( a c )2 + ( b c )2 = 1

a/c对边 / 斜边,就是 sin(θ)

b/c邻边 / 斜边,就是 cos(θ)

所以 (a/c)2 + (b/c)2 = 1 也可以写成:

sin2 θ + cos2 θ = 1

注意:

例子:32°

保留四位小数

sin2 θ + cos2 θ:

0.52992 + 0.84802
= 0.2808…… + 0.7191……
= 0.9999……

只用四位小数,答案已经非常接近1。用你的计算器来试试看!

以下是一些相关的恒等式:

sin2 θ = 1 − cos2 θ
cos2 θ = 1 − sin2 θ
tan2 θ + 1 = sec2 θ
tan2 θ = sec2 θ − 1
cot2 θ + 1 = csc2 θ
cot2 θ = csc2 θ − 1

怎样去记住这么多的恒等式?

以上的恒等式都可以用
一个巧妙的 魔法六边形来记:

 

  魔法六边形

慢着……还有更多!

还有很多恒等式……以下是一些比较有用的:

对角恒等式

sin(−θ) = −sin(θ)

cos(−θ) = cos(θ)

tan(−θ) = −tan(θ)

双角恒等式

sin 2a
 
cos 2a
 
tan 2a

 

半角恒等式

注意: "±" 的意思是 其中一个,视 θ/2 的值而定

sin a/2
 
cos a/2
 
tan a/2
 
cot a/2

角度和与角度差恒等式

注意: 加/减 的意思是可以用加或减,减/加 的意思是用相反的正负号。

和与差恒等式

三角形恒等式

还有三角形恒等式,它们适用于所有三角形(不只是直角三角形)