Cheat Sheet

三角函数值 Formulas

单位圆上 16 个标准角度的全部 sin、cos、tan 精确值——并附直角三角形与单位圆双重定义、ASTC 象限符号口诀、以及度数与弧度的换算。建议加入书签,方便做题、考前复习与工程查表。

sin、cos、tan 到底是什么

正弦(sin\sin)、余弦(cos\cos)、正切(tan\tan)是三个基本三角函数。它们把一个角度转换为三角形边长的比值——只要知道其中一个比值,其余都可以推出。

直角三角形定义。θ\theta 是直角三角形的一个锐角:sinθ=对边斜边\sin\theta=\dfrac{\text{对边}}{\text{斜边}}cosθ=邻边斜边\cos\theta=\dfrac{\text{邻边}}{\text{斜边}}tanθ=对边邻边\tan\theta=\dfrac{\text{对边}}{\text{邻边}}。英语口诀 SOH-CAH-TOA 同时覆盖这三条。

单位圆定义。 在以原点为圆心、半径为 1 的单位圆上,角度 θ\theta 对应的点坐标为 (cosθ,sinθ)(\cos\theta,\sin\theta)。所以 sinθ\sin\theta 是 y 坐标,cosθ\cos\theta 是 x 坐标,而 tanθ=sinθcosθ\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta} 是该角对应射线的斜率。正因如此,sin、cos、tan 可以推广到任意实数角——负角与超过 360° 的角都适用。

第一象限数值(0°–90°)

角度弧度sincostan

00

00

11

00

30°

π6\dfrac{\pi}{6}

12\dfrac{1}{2}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

33\dfrac{\sqrt{3}}{3}

45°

π4\dfrac{\pi}{4}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

11

60°

π3\dfrac{\pi}{3}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

12\dfrac{1}{2}

3\sqrt{3}

90°

π2\dfrac{\pi}{2}

11

00

未定义

tan90°\tan 90° 未定义,因为 cos90°=0\cos 90° = 0,除以 0 没有结果。当 θ\theta 从小于 90° 一侧趋近 90° 时,tanθ+\tan\theta\to+\infty

完整单位圆(0°–360°)

角度弧度sincostan

00

00

11

00

30°

π6\dfrac{\pi}{6}

12\dfrac{1}{2}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

33\dfrac{\sqrt{3}}{3}

45°

π4\dfrac{\pi}{4}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

11

60°

π3\dfrac{\pi}{3}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

12\dfrac{1}{2}

3\sqrt{3}

90°

π2\dfrac{\pi}{2}

11

00

未定义

120°

2π3\dfrac{2\pi}{3}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

12-\dfrac{1}{2}

3-\sqrt{3}

135°

3π4\dfrac{3\pi}{4}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

22-\dfrac{\sqrt{2}}{2}

1-1

150°

5π6\dfrac{5\pi}{6}

12\dfrac{1}{2}

32-\dfrac{\sqrt{3}}{2}

33-\dfrac{\sqrt{3}}{3}

180°

π\pi

00

1-1

00

210°

7π6\dfrac{7\pi}{6}

12-\dfrac{1}{2}

32-\dfrac{\sqrt{3}}{2}

33\dfrac{\sqrt{3}}{3}

225°

5π4\dfrac{5\pi}{4}

22-\dfrac{\sqrt{2}}{2}

22-\dfrac{\sqrt{2}}{2}

11

240°

4π3\dfrac{4\pi}{3}

32-\dfrac{\sqrt{3}}{2}

12-\dfrac{1}{2}

3\sqrt{3}

270°

3π2\dfrac{3\pi}{2}

1-1

00

未定义

300°

5π3\dfrac{5\pi}{3}

32-\dfrac{\sqrt{3}}{2}

12\dfrac{1}{2}

3-\sqrt{3}

315°

7π4\dfrac{7\pi}{4}

22-\dfrac{\sqrt{2}}{2}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

1-1

330°

11π6\dfrac{11\pi}{6}

12-\dfrac{1}{2}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

33-\dfrac{\sqrt{3}}{3}

360°

2π2\pi

00

11

00

小贴士:任意角的函数值绝对值等于其参考角(到 x 轴的距离)的函数值,符号由所在象限决定。

倒数函数:csc、sec、cot

角度csc (1/sin)sec (1/cos)cot (1/tan)

未定义

11

未定义

30°

22

233\dfrac{2\sqrt{3}}{3}

3\sqrt{3}

45°

2\sqrt{2}

2\sqrt{2}

11

60°

233\dfrac{2\sqrt{3}}{3}

22

33\dfrac{\sqrt{3}}{3}

90°

11

未定义

00

csc、sec、cot 就是 sin、cos、tan 的倒数。原函数为 0 处,对应的倒数就未定义。

象限符号——ASTC 口诀

象限角度范围为正的函数
Q1

0°–90°

A 全部——sin、cos、tan(含倒数 csc、sec、cot)

Q2

90°–180°

只有 Sin(及其倒数 csc)

Q3

180°–270°

只有 Tan(及其倒数 cot)

Q4

270°–360°

只有 Cos(及其倒数 sec)

英文口诀 All Students Take Calculus:从 Q1 逆时针依次为 All、Sin、Tan、Cos。

度数 ↔ 弧度 换算

一个完整的圆是 360°,也就是 2π2\pi 弧度。换算公式:弧度=度数×π180\text{弧度} = \text{度数}\times\dfrac{\pi}{180}度数=弧度×180π\text{度数} = \text{弧度}\times\dfrac{180}{\pi}

常见对照(背会即可):30°=π630°=\dfrac{\pi}{6}45°=π445°=\dfrac{\pi}{4}60°=π360°=\dfrac{\pi}{3}90°=π290°=\dfrac{\pi}{2}180°=π180°=\pi270°=3π2270°=\dfrac{3\pi}{2}360°=2π360°=2\pi

记忆技巧:√n/2 手掌法

第一象限的五个特殊角,sin\sin 有一个干净的规律:sinθ=n2\sin\theta=\dfrac{\sqrt{n}}{2},其中 n=0,1,2,3,4n=0,1,2,3,4 分别对应 θ=0°,30°,45°,60°,90°\theta=0°,30°,45°,60°,90°

所以 sin0°=02=0\sin 0°=\dfrac{\sqrt{0}}{2}=0sin30°=12=12\sin 30°=\dfrac{\sqrt{1}}{2}=\dfrac{1}{2}sin45°=22\sin 45°=\dfrac{\sqrt{2}}{2}sin60°=32\sin 60°=\dfrac{\sqrt{3}}{2}sin90°=42=1\sin 90°=\dfrac{\sqrt{4}}{2}=1cos\cos 只需把这五个值倒序读即可。

常见问题

因为 tanθ=sinθcosθ\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta},而 cos90°=0\cos 90°=0,除以 0 没有值,所以 tan90°\tan 90° 未定义。当 θ\theta 从小于 90° 一侧趋近 90° 时,tanθ+\tan\theta\to+\infty;从大于 90° 一侧趋近时,tanθ\tan\theta\to-\infty

sin 输入角度,输出比值(在 −1 到 1 之间)。arcsin(写作 sin1\sin^{-1}arcsin\arcsin)是它的反函数:输入比值,输出角度。所以 sin30°=0.5\sin 30°=0.5arcsin(0.5)=30°\arcsin(0.5)=30°。注意:sin1θ\sin^{-1}\theta 不是 1sinθ\dfrac{1}{\sin\theta},后者是 cscθ\csc\theta

三招连用:(1)用 √n/2 手掌法记住第一象限 5 个 sin 值;(2)第一象限的 cos 把这 5 个值倒序读;(3)第二到第四象限,先找参考角(到 x 轴的距离)复制那个 Q1 数值,再用 ASTC 决定正负号。掌握后,16 个标准角度都能秒推出。

第一象限的 5 个特殊角——0°、30°、45°、60°、90°——的 sin 和 cos 值(共 10 个数)。tan 由 tan=sincos\tan=\dfrac{\sin}{\cos} 直接得到。再配合 ASTC 符号规则,基本能覆盖代数 II、微积分预备、微积分以及高考 / SAT / ACT / AP / 수능 / センター 等考试里出现的所有角度。