三角学(Trigonometry)是数学的一个分支,主要研究三角形的边长与角度之间的关系。三角学在几何学、物理学、工程学等多个领域中有广泛的应用。以下是三角学的一些基本概念和公式:
基本概念
- 直角三角形:一个角为90度的三角形。
- 斜边:直角三角形中最长的边,对应于直角的对边。
- 对边:某个角的对边。
- 邻边:某个角的邻边。
三角函数
- 正弦函数 (sin): sin ( θ ) = 对边 斜边 \sin(θ) = \frac{对边}{斜边} sin(θ)=斜边对边
- 余弦函数 (cos): cos ( θ ) = 邻边 斜边 \cos(θ) = \frac{邻边}{斜边} cos(θ)=斜边邻边
- 正切函数 (tan): tan ( θ ) = 对边 邻边 \tan(θ) = \frac{对边}{邻边} tan(θ)=邻边对边
倒数三角函数
- 余割函数 (csc): csc ( θ ) = 1 sin ( θ ) \csc(θ) = \frac{1}{\sin(θ)} csc(θ)=sin(θ)1
- 正割函数 (sec): sec ( θ ) = 1 cos ( θ ) \sec(θ) = \frac{1}{\cos(θ)} sec(θ)=cos(θ)1
- 余切函数 (cot): cot ( θ ) = 1 tan ( θ ) \cot(θ) = \frac{1}{\tan(θ)} cot(θ)=tan(θ)1
常用三角公式
- sin 2 ( θ ) + cos 2 ( θ ) = 1 \sin^2(θ) + \cos^2(θ) = 1 sin2(θ)+cos2(θ)=1
- 1 + tan 2 ( θ ) = sec 2 ( θ ) 1 + \tan^2(θ) = \sec^2(θ) 1+tan2(θ)=sec2(θ)
- 1 + cot 2 ( θ ) = csc 2 ( θ ) 1 + \cot^2(θ) = \csc^2(θ) 1+cot2(θ)=csc2(θ)
常用角度的三角函数值
角度(θ) | sin ( θ ) \sin(\theta) sin(θ) | cos ( θ ) \cos(θ) cos(θ) | tan ( θ ) \tan(θ) tan(θ) |
---|---|---|---|
0° | 0 | 1 | 0 |
30° | 1 2 \frac{1}{2} 21 | 3 2 \frac{\sqrt{3}}{2} 23 | 1 3 \frac{1}{\sqrt{3}} 31 |
45° | 2 2 \frac{\sqrt{2}}{2} 22 | 2 2 \frac{\sqrt{2}}{2} 22 | 1 |
60° | 3 2 \frac{\sqrt{3}}{2} 23 | 1 2 \frac{1}{2} 21 | 3 \sqrt{3} 3 |
90° | 1 1 1 | 0 0 0 | ∞ ∞ ∞ |
应用
- 解三角形:利用已知的角度和边长求解未知的角度和边长。
- 波动和振动:正弦和余弦函数在描述波动和振动现象中具有重要作用。
- 导航与定位:在GPS定位和航海中,三角函数用于计算位置和方向。