สูตรตรีโกณมิติคือความสัมพันธ์ระหว่าง sin⁡\sin, cos⁡\cos, tan⁡\tan และฟังก์ชันที่เกี่ยวข้อง ใช้เพื่อหาค่ามุม จัดรูปนิพจน์ และพิสูจน์เอกลักษณ์ ถ้าคุณค้นหา "สูตรตรีโกณมิติ" สิ่งที่ควรจำจริง ๆ มีไม่กี่กลุ่ม: สูตรพื้นฐาน, สูตรเอกลักษณ์, สูตรบวกมุมลบมุม, และสูตรมุมสองเท่ากับครึ่งมุม

จุดสำคัญคือไม่ใช่ทุกสูตรใช้ได้ทุกสถานการณ์ บางสูตรมีเงื่อนไข เช่น ตัวส่วนต้องไม่เป็นศูนย์ และสูตรครึ่งมุมต้องเลือกเครื่องหมายจากควอดแรนต์ของมุม

สูตรตรีโกณมิติพื้นฐานที่ต้องรู้

ในสามเหลี่ยมมุมฉาก สำหรับมุม θ\theta

sin⁡θ=ด้านตรงข้ามด้านตรงข้ามมุมฉาก,cos⁡θ=ด้านประชิดด้านตรงข้ามมุมฉาก,tan⁡θ=ด้านตรงข้ามด้านประชิด\sin \theta = \frac{\text{ด้านตรงข้าม}}{\text{ด้านตรงข้ามมุมฉาก}}, \quad \cos \theta = \frac{\text{ด้านประชิด}}{\text{ด้านตรงข้ามมุมฉาก}}, \quad \tan \theta = \frac{\text{ด้านตรงข้าม}}{\text{ด้านประชิด}}

ถ้า cos⁡θ≠0\cos \theta \ne 0 จะเขียนได้อีกแบบว่า

tan⁡θ=sin⁡θcos⁡θ\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta}

ความสัมพันธ์แบบส่วนกลับคือ

csc⁡θ=1sin⁡θ,sec⁡θ=1cos⁡θ,cot⁡θ=1tan⁡θ=cos⁡θsin⁡θ\csc \theta = \frac{1}{\sin \theta}, \quad \sec \theta = \frac{1}{\cos \theta}, \quad \cot \theta = \frac{1}{\tan \theta} = \frac{\cos \theta}{\sin \theta}

สูตรชุดนี้เหมาะกับการเริ่มต้น เพราะเป็นฐานของสูตรอื่นเกือบทั้งหมด

เอกลักษณ์ตรีโกณมิติที่ใช้จัดรูปบ่อย

สูตรที่สำคัญที่สุดคือ

sin⁡2θ+cos⁡2θ=1\sin^2 \theta + \cos^2 \theta = 1

จากสูตรนี้จึงได้อีก 2 รูปที่ใช้บ่อย โดยมีเงื่อนไขกำกับ

1+tan⁡2θ=sec⁡2θเมื่อ cos⁡θ≠01 + \tan^2 \theta = \sec^2 \theta \quad \text{เมื่อ } \cos \theta \ne 0 1+cot⁡2θ=csc⁡2θเมื่อ sin⁡θ≠01 + \cot^2 \theta = \csc^2 \theta \quad \text{เมื่อ } \sin \theta \ne 0

เวลาจัดรูปโจทย์ มักใช้สูตรเหล่านี้เพื่อเปลี่ยน 1−sin⁡2θ1 - \sin^2 \theta เป็น cos⁡2θ\cos^2 \theta หรือเปลี่ยน 1+tan⁡2θ1 + \tan^2 \theta เป็น sec⁡2θ\sec^2 \theta

สูตรบวกมุมและลบมุมใช้ตอนไหน

สูตรกลุ่มนี้ใช้เมื่อมุมที่ต้องการหาเขียนเป็นผลบวกหรือผลต่างของมุมที่คุ้นเคยกว่า

sin⁡(α+β)=sin⁡αcos⁡β+cos⁡αsin⁡β\sin(\alpha + \beta) = \sin \alpha \cos \beta + \cos \alpha \sin \beta sin⁡(α−β)=sin⁡αcos⁡β−cos⁡αsin⁡β\sin(\alpha - \beta) = \sin \alpha \cos \beta - \cos \alpha \sin \beta cos⁡(α+β)=cos⁡αcos⁡β−sin⁡αsin⁡β\cos(\alpha + \beta) = \cos \alpha \cos \beta - \sin \alpha \sin \beta cos⁡(α−β)=cos⁡αcos⁡β+sin⁡αsin⁡β\cos(\alpha - \beta) = \cos \alpha \cos \beta + \sin \alpha \sin \beta tan⁡(α+β)=tan⁡α+tan⁡β1−tan⁡αtan⁡β\tan(\alpha + \beta) = \frac{\tan \alpha + \tan \beta}{1 - \tan \alpha \tan \beta} tan⁡(α−β)=tan⁡α−tan⁡β1+tan⁡αtan⁡β\tan(\alpha - \beta) = \frac{\tan \alpha - \tan \beta}{1 + \tan \alpha \tan \beta}

สำหรับสูตรของ tan⁡\tan ต้องระวังเป็นพิเศษ เพราะค่าของ tan⁡α\tan \alpha, tan⁡β\tan \beta ต้องนิยามได้ และตัวส่วนต้องไม่เป็นศูนย์

สูตรมุมสองเท่าและครึ่งมุม

ถ้ามุมเดียวกันถูกคูณด้วย 22 ให้คิดถึงสูตรมุมสองเท่า

sin⁡(2θ)=2sin⁡θcos⁡θ\sin(2\theta) = 2 \sin \theta \cos \theta cos⁡(2θ)=cos⁡2θ−sin⁡2θ\cos(2\theta) = \cos^2 \theta - \sin^2 \theta

สูตรเดียวกันนี้เขียนได้อีก 2 แบบ

cos⁡(2θ)=2cos⁡2θ−1=1−2sin⁡2θ\cos(2\theta) = 2\cos^2 \theta - 1 = 1 - 2\sin^2 \theta tan⁡(2θ)=2tan⁡θ1−tan⁡2θ\tan(2\theta) = \frac{2\tan \theta}{1 - \tan^2 \theta}

สูตรครึ่งมุมคือ

sin⁡(θ2)=±1−cos⁡θ2\sin\left(\frac{\theta}{2}\right) = \pm \sqrt{\frac{1 - \cos \theta}{2}} cos⁡(θ2)=±1+cos⁡θ2\cos\left(\frac{\theta}{2}\right) = \pm \sqrt{\frac{1 + \cos \theta}{2}} tan⁡(θ2)=sin⁡θ1+cos⁡θ=1−cos⁡θsin⁡θ\tan\left(\frac{\theta}{2}\right) = \frac{\sin \theta}{1 + \cos \theta} = \frac{1 - \cos \theta}{\sin \theta}

เครื่องหมาย ±\pm ในสูตรครึ่งมุมห้ามเดา ต้องตัดสินจากตำแหน่งของมุม θ2\frac{\theta}{2} ว่าอยู่ในควอดแรนต์ใด

ตัวอย่างสูตรตรีโกณมิติ: หา sin⁡75∘\sin 75^\circ

75∘75^\circ ไม่ใช่มุมพิเศษที่มักท่องค่าตรง ๆ กัน วิธีที่เร็วคือแยกเป็นมุมที่คุ้นเคยกว่า คือ 45∘+30∘45^\circ + 30^\circ

sin⁡75∘=sin⁡(45∘+30∘)\sin 75^\circ = \sin(45^\circ + 30^\circ)

ใช้สูตรบวกมุม

=sin⁡45∘cos⁡30∘+cos⁡45∘sin⁡30∘= \sin 45^\circ \cos 30^\circ + \cos 45^\circ \sin 30^\circ

แทนค่ามุมพิเศษ

=(22)(32)+(22)(12)= \left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right)\left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right) + \left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right)\left(\frac{1}{2}\right) =64+24=6+24= \frac{\sqrt{6}}{4} + \frac{\sqrt{2}}{4} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}

ใจความของตัวอย่างนี้คือ เมื่อมุมดูไม่คุ้น ให้ลองแยกเป็นผลบวกหรือผลต่างของมุมพิเศษก่อน แล้วจึงใช้สูตรที่ตรงกับรูปนั้น

จุดที่มักพลาดเวลาใช้สูตรตรีโกณมิติ

ข้อพลาดที่เจอบ่อยคือสลับเครื่องหมายในสูตร cos⁡(α+β)\cos(\alpha + \beta) กับ cos⁡(α−β)\cos(\alpha - \beta) และใช้สูตรที่มีตัวหารโดยไม่ตรวจว่าตัวส่วนเป็นศูนย์หรือไม่

อีกจุดที่ทำให้งงบ่อยคือ sin⁡2θ\sin^2 \theta หมายถึง (sin⁡θ)2(\sin \theta)^2 ไม่ใช่ sin⁡(θ2)\sin(\theta^2) ส่วนสูตรครึ่งมุมต้องเลือก ++ หรือ −- จากควอดแรนต์ ไม่ใช่เลือกจากความคุ้นตา

สูตรตรีโกณมิติใช้ในโจทย์แบบไหน

สูตรตรีโกณมิติใช้ในโจทย์หาค่าที่แน่นอนของมุมพิเศษ การพิสูจน์เอกลักษณ์ตรีโกณมิติ การแก้สมการตรีโกณมิติ และในแคลคูลัสที่ต้องแปลงรูปก่อนหาอนุพันธ์หรือปริพันธ์ นอกจากนี้ยังพบในฟิสิกส์เมื่อมีการแกว่ง คลื่น หรือการหมุน

ถ้าโจทย์มีมุมที่ดูแยกได้ เช่น 75∘75^\circ, 15∘15^\circ หรือมีนิพจน์อย่าง sin⁡2θ+cos⁡2θ\sin^2 \theta + \cos^2 \theta นั่นมักเป็นสัญญาณว่าควรดึงสูตรตรีโกณมิติมาใช้

ลองทำต่อเอง

ลองหา cos⁡15∘\cos 15^\circ โดยเขียน 15∘=45∘−30∘15^\circ = 45^\circ - 30^\circ แล้วใช้สูตรลบมุม ถ้าคุณทำข้อนี้ได้ คุณจะเริ่มเห็นว่าการเลือก "กลุ่มสูตร" ให้ตรงโจทย์สำคัญกว่าการท่องทุกสูตรให้ครบ

ต้องการความช่วยเหลือในการแก้โจทย์?

อัปโหลดคำถามของคุณแล้วรับคำตอบแบบทีละขั้นตอนที่ผ่านการตรวจสอบในไม่กี่วินาที

เปิด GPAI Solver →