Калькулятор синуса, косинуса и тангенса

Вычисляйте и стройте графики функций синуса, косинуса и тангенса с пошаговыми объяснениями

Перетащите или нажмите , чтобы добавить изображения или PDF

Math Input
sin(pi/3)
cos(225°)
tan(7pi/4)
sin(x) + cos(x) at x = pi/4

Что такое sin, cos и tan?

Три основные тригонометрические функции — синус, косинус и тангенс — связывают углы с отношениями сторон в прямоугольном треугольнике:

sinθ=противолежащийгипотенуза,cosθ=прилежащийгипотенуза,tanθ=противолежащийприлежащий=sinθcosθ\sin\theta = \frac{\text{противолежащий}}{\text{гипотенуза}}, \quad \cos\theta = \frac{\text{прилежащий}}{\text{гипотенуза}}, \quad \tan\theta = \frac{\text{противолежащий}}{\text{прилежащий}} = \frac{\sin\theta}{\cos\theta}

На единичной окружности (радиус 1, центр в начале координат) для угла θ\theta, отсчитываемого от положительной полуоси xx:

  • cosθ\cos\theta = xx-координата точки
  • sinθ\sin\theta = yy-координата точки
  • tanθ\tan\theta = угловой коэффициент конечного луча

Ключевые свойства:

  • sin\sin и cos\cos имеют множество значений [1,1][-1, 1] и период 2π2\pi
  • tan\tan имеет множество значений (,)(-\infty, \infty) и период π\pi
  • tanθ\tan\theta не определён, когда cosθ=0\cos\theta = 0 (при π2+nπ\frac{\pi}{2} + n\pi)

Обратные функции:
cscθ=1sinθ,secθ=1cosθ,cotθ=1tanθ\csc\theta = \frac{1}{\sin\theta}, \quad \sec\theta = \frac{1}{\cos\theta}, \quad \cot\theta = \frac{1}{\tan\theta}

Эти шесть функций образуют основу тригонометрии и встречаются повсюду в математике, физике, технике и обработке сигналов.

Как вычислять sin, cos и tan

Метод 1: Единичная окружность (точные значения)

Запомните ключевые углы и их координаты на единичной окружности:

Уголsin\sincos\costan\tan
00001100
π6\frac{\pi}{6} (30°)12\frac{1}{2}32\frac{\sqrt{3}}{2}13\frac{1}{\sqrt{3}}
π4\frac{\pi}{4} (45°)22\frac{\sqrt{2}}{2}22\frac{\sqrt{2}}{2}11
π3\frac{\pi}{3} (60°)32\frac{\sqrt{3}}{2}12\frac{1}{2}3\sqrt{3}
π2\frac{\pi}{2} (90°)1100не определён

Метод 2: Опорные углы

Для углов за пределами первой четверти:

  1. Найдите опорный угол (острый угол к оси xx)
  2. Определите знак по четверти (правило ASTC: All, Sin, Tan, Cos)

Правило ASTC — какие функции положительны:

  • Четверть I (0° до 90°): все положительны
  • Четверть II (90° до 180°): Sin положителен
  • Четверть III (180° до 270°): Tan положителен
  • Четверть IV (270° до 360°): Cos положителен

Пример: sin(150°)\sin(150°) — опорный угол 180°150°=30°180° - 150° = 30°. В четверти II синус положителен: sin(150°)=+sin(30°)=12\sin(150°) = +\sin(30°) = \frac{1}{2}.

Метод 3: Формулы суммы и разности

Для нестандартных углов разложите на известные углы:

sin(A±B)=sinAcosB±cosAsinB\sin(A \pm B) = \sin A \cos B \pm \cos A \sin B
cos(A±B)=cosAcosBsinAsinB\cos(A \pm B) = \cos A \cos B \mp \sin A \sin B
tan(A±B)=tanA±tanB1tanAtanB\tan(A \pm B) = \frac{\tan A \pm \tan B}{1 \mp \tan A \tan B}

Пример: cos(75°)=cos(45°+30°)=cos45°cos30°sin45°sin30°=624\cos(75°) = \cos(45° + 30°) = \cos 45° \cos 30° - \sin 45° \sin 30° = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}

Метод 4: Преобразования графиков

Для y=Asin(Bx+C)+Dy = A\sin(Bx + C) + D:

  • A|A| = амплитуда
  • 2πB\frac{2\pi}{|B|} = период
  • CB-\frac{C}{B} = сдвиг фазы
  • DD = вертикальный сдвиг

Сравнение: когда использовать каждый метод

МетодЛучше всего дляКлючевой признак
Единичная окружностьСтандартные углыКратные 30°, 45°, 60°
Опорный уголЛюбая четвертьУгол > 90° или отрицательный
Сумма/разностьНестандартные точные значенияУгол = сумма стандартных углов
КалькуляторДесятичные приближенияПроизвольные углы

Типичные ошибки, которых следует избегать

  • Неверный знак четверти: cos(120°)=12\cos(120°) = -\frac{1}{2}, а не +12+\frac{1}{2}. Всегда проверяйте, какая четверть определяет знак.
  • Путают градусы и радианы: sin(π)=0\sin(\pi) = 0 (радианы), но sin(180)0.80\sin(180) \approx -0.80, если трактовать как 180 радиан. Соблюдайте единообразие единиц.
  • Забывают, что tan не определён: tan(90°)\tan(90°) и tan(270°)\tan(270°) не определены (вертикальные асимптоты), а не равны нулю или бесконечности.
  • Неправильно применяют формулу суммы: sin(A+B)sinA+sinB\sin(A + B) \neq \sin A + \sin B. Нужно использовать правильное разложение.
  • Ошибки опорного угла: опорный угол всегда отсчитывается к оси xx (а не к оси yy) и всегда положителен и остр.

Examples

Step 1: 5π6\frac{5\pi}{6} в четверти II (между π2\frac{\pi}{2} и π\pi)
Step 2: Опорный угол: π5π6=π6\pi - \frac{5\pi}{6} = \frac{\pi}{6}
Step 3: Синус положителен в четверти II: sin5π6=+sinπ6=12\sin\frac{5\pi}{6} = +\sin\frac{\pi}{6} = \frac{1}{2}
Answer: 12\frac{1}{2}

Step 1: 315°315° в четверти IV (между 270°270° и 360°360°)
Step 2: Опорный угол: 360°315°=45°360° - 315° = 45°
Step 3: Косинус положителен в четверти IV: cos(315°)=+cos(45°)=22\cos(315°) = +\cos(45°) = \frac{\sqrt{2}}{2}
Answer: 22\frac{\sqrt{2}}{2}

Step 1: 2π3\frac{2\pi}{3} в четверти II (между π2\frac{\pi}{2} и π\pi)
Step 2: Опорный угол: π2π3=π3\pi - \frac{2\pi}{3} = \frac{\pi}{3}
Step 3: Тангенс отрицателен в четверти II: tan2π3=tanπ3=3\tan\frac{2\pi}{3} = -\tan\frac{\pi}{3} = -\sqrt{3}
Answer: 3-\sqrt{3}

Frequently Asked Questions

Единичная окружность — это окружность радиусом 1 с центром в начале координат. Для любого угла тета x-координата точки на окружности равна cos(тета), а y-координата равна sin(тета). Это даёт способ определить тригонометрические функции для всех углов, а не только для тех, что в прямоугольных треугольниках.

ASTC (иногда запоминается как 'All Students Take Calculus') говорит, какие тригонометрические функции положительны в каждой четверти. В четверти I все положительны, в II только синус, в III только тангенс, а в IV только косинус. Остальные функции отрицательны.

В прямоугольном треугольнике: синус — это противолежащий к гипотенузе, косинус — прилежащий к гипотенузе, а тангенс — противолежащий к прилежащему (или эквивалентно sin/cos). Они измеряют разные отношения одного и того же треугольника и имеют разные графики, периоды и множества значений.

Умножьте градусы на pi/180, чтобы получить радианы. Умножьте радианы на 180/pi, чтобы получить градусы. Ключевые соответствия: 180 градусов = pi радиан, 90 градусов = pi/2, 360 градусов = 2pi.

Related Solvers

Try AI-Math for Free

Get step-by-step solutions to any math problem. Upload a photo or type your question.

Start Solving