三角函数公式,最常考的其实只有 5 组:基本比、基本恒等式、和角差角公式、倍角公式、半角公式。想把这部分学会,不是把式子全背下来,而是先分清每组公式解决什么问题,以及它成立时需要哪些条件。
如果你现在只想先抓住最有用的部分,可以先记这三条:
sinθ=斜边对边,cosθ=斜边邻边,tanθ=邻边对边
sin2θ+cos2θ=1
tanθ=cosθsinθ(cosθ=0)
这三条已经能解决很多基础题。后面的常用公式,大多是在这些关系上继续变形。
三角函数公式表:先记这 5 组
| 类型 |
核心公式 |
什么时候最常用 |
| 基本比 |
sinθ,cosθ,tanθ 的边长比 |
直角三角形求边或求角 |
| 基本恒等式 |
sin2θ+cos2θ=1 |
化简、代换、证明 |
| 和角差角公式 |
sin(α±β)、cos(α±β)、tan(α±β) |
把陌生角拆成熟悉角 |
| 倍角公式 |
sin2θ、cos2θ、tan2θ |
题目出现 2θ |
| 半角公式 |
sin(θ/2)、cos(θ/2)、tan(θ/2) |
题目出现 θ/2 或需要开平方 |
如果题目是任意角,而不是直角三角形里的锐角,最好切换到单位圆理解。此时 sinθ 和 cosθ 不再只是边长比,而是与点的坐标有关。
基本三角函数公式是什么意思
在直角三角形里,角为 θ 时:
sinθ=斜边对边,cosθ=斜边邻边,tanθ=邻边对边
这三条是最基础的三角函数公式。它们告诉你,sin、cos、tan 本质上是在描述边长比例。
常见的倒数关系还有:
cscθ=sinθ1,secθ=cosθ1,cotθ=tanθ1=sinθcosθ
这些关系都带条件。比如 secθ=1/cosθ 只有在 cosθ=0 时才有意义,不能把它当成无条件恒成立的变形。
三角恒等式要连条件一起记
最重要的三角恒等式是:
sin2θ+cos2θ=1
由它可以推出另外两条常见恒等式:
1+tan2θ=sec2θ(cosθ=0)
1+cot2θ=csc2θ(sinθ=0)
这两条并不是脱离条件独立出现的。它们本质上是把 sin2θ+cos2θ=1 分别除以 cos2θ 或 sin2θ 得到的,所以分母不能为 0。
和角差角公式怎么用来求特殊角
当一个角能拆成两个熟悉角时,和角差角公式最有价值。比如 75∘=45∘+30∘,15∘=45∘−30∘。
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
sin(α−β)=sinαcosβ−cosαsinβ
cos(α+β)=cosαcosβ−sinαsinβ
cos(α−β)=cosαcosβ+sinαsinβ
tan(α+β)=1−tanαtanβtanα+tanβ
tan(α−β)=1+tanαtanβtanα−tanβ
tan 的两个公式还要多检查一步:分母不能为 0,而且相关的 tanα、tanβ 本身也要有定义。
倍角公式和半角公式什么时候出现
如果题目里直接出现 2θ,通常先想倍角公式:
sin(2θ)=2sinθcosθ
cos(2θ)=cos2θ−sin2θ
cos(2θ)=2cos2θ−1=1−2sin2θ
tan(2θ)=1−tan2θ2tanθ
如果题目里出现 θ/2,再考虑半角公式:
sin(2θ)=±21−cosθ
cos(2θ)=±21+cosθ
tan(2θ)=1+cosθsinθ=sinθ1−cosθ
半角公式最容易出错的地方不是代入,而是符号。± 不是随便选的,而要看 θ/2 所在象限。
例题:用和角公式求 sin75∘
这是最典型的一类题。因为 75∘=45∘+30∘,所以先把陌生角拆开:
sin75∘=sin(45∘+30∘)
代入和角公式:
=sin45∘cos30∘+cos45∘sin30∘
再代入特殊角的值:
=(22)(23)+(22)(21)
=46+42=46+2
这道题想说明的不是结果本身,而是思路:先拆角,再选公式,最后代入熟悉角的值。很多三角函数求值题,核心就是这三步。
三角函数公式常见错误
- 把恒等式和方程混在一起。sin2θ+cos2θ=1 对所有有定义的角都成立,但 sinθ=1/2 只对特定角成立。
- 忘记检查定义域。比如 tanθ=sinθ/cosθ 只有在 cosθ=0 时能用。
- 把和角差角公式的符号写反,尤其是 cos(α±β)。
- 半角公式直接取正值,不看 θ/2 所在象限。
- 只会用直角三角形的边长比解释三角函数,却拿它去理解钝角、负角或任意角。
三角函数公式通常用在哪些题里
三角函数公式最常出现在四类题里:求特殊角的精确值、化简三角式、解三角方程,以及把表达式变形成更容易计算的形式。高中和大学前期的微积分、物理波动问题里,也会不断用到这些关系。
做题时可以先问自己三个问题:这个角能不能拆开?式子里有没有 sin2θ+cos2θ 这样的结构?题目里有没有 2θ 或 θ/2?这三个判断,通常就能帮你很快选对公式。
试着自己做一个类似题
试着求 cos15∘,把 15∘ 写成 45∘−30∘,再完整走一遍和角差角公式。如果你能把符号、特殊角数值和最后化简都处理对,说明这组公式已经不是死记,而是真的会用了。