sin、cos、tan 到底是什么
正弦()、余弦()、正切()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。 设 是直角三角形的一个锐角:,,。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 对应的点坐标为 。所以 是 y 坐标, 是 x 坐标,而 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 | sin | cos | tan |
|---|---|---|---|---|
| 0° | ||||
| 30° | ||||
| 45° | ||||
| 60° | ||||
| 90° | 未定义 |
未定义,因为 ,除以 0 没有结果。当 从小于 90° 一侧趋近 90° 时,。
完整单位圆(0°–360°)
| 角度 | 弧度 | sin | cos | tan |
|---|---|---|---|---|
| 0° | ||||
| 30° | ||||
| 45° | ||||
| 60° | ||||
| 90° | 未定义 | |||
| 120° | ||||
| 135° | ||||
| 150° | ||||
| 180° | ||||
| 210° | ||||
| 225° | ||||
| 240° | ||||
| 270° | 未定义 | |||
| 300° | ||||
| 315° | ||||
| 330° | ||||
| 360° |
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) |
|---|---|---|---|
| 0° | 未定义 | 未定义 | |
| 30° | |||
| 45° | |||
| 60° | |||
| 90° | 未定义 |
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 弧度。换算公式:,。
常见对照(背会即可):,,,,,,。
记忆技巧:√n/2 手掌法
第一象限的五个特殊角, 有一个干净的规律:,其中 分别对应 。
所以 ,,,,。 只需把这五个值倒序读即可。
常见问题
sin 输入角度,输出比值(在 −1 到 1 之间)。arcsin(写作 或 )是它的反函数:输入比值,输出角度。所以 而 。注意: 不是 ,后者是 。
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 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。