正弦余弦正切计算器

计算和绘制正弦、余弦、正切函数,提供逐步解题说明

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

什么是 sin、cos、tan?

三个基本三角函数——正弦余弦正切——将角度与直角三角形边的比值联系起来:

sinθ=对边斜边,cosθ=邻边斜边,tanθ=对边邻边=sinθcosθ\sin\theta = \frac{\text{对边}}{\text{斜边}}, \quad \cos\theta = \frac{\text{邻边}}{\text{斜边}}, \quad \tan\theta = \frac{\text{对边}}{\text{邻边}} = \frac{\sin\theta}{\cos\theta}

单位圆(以原点为圆心、半径为 1 的圆)上,对从正 xx 轴逆时针测量的角 θ\theta

  • cosθ\cos\theta = 圆上点的 xx 坐标
  • sinθ\sin\theta = 圆上点��� yy 坐标
  • tanθ\tan\theta = 终边的斜率

基本性质

  • sin\sincos\cos 的值域为 [1,1][-1, 1],周期为 2π2\pi
  • tan\tan 的值域为 (,)(-\infty, \infty),周期为 π\pi
  • cosθ=0\cos\theta = 0 时(即 π2+nπ\frac{\pi}{2} + n\pi 处)tanθ\tan\theta 无定义

倒数函数为:
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}

这六个函数构成三角学的基础,广泛应用于数学、物理、工程和信号处理。

如何求 sin、cos、tan 的值

方法一:单位圆(精确值)

记忆关键角度在单位圆上的坐标:

角度sin\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°)1100无定义

方���二:参考角

对超过第一象限的角:

  1. 求参考角(到 xx 轴的锐角)
  2. 由象限确定符号(ASTC 规则)

ASTC ��则——各象限内为正的函数:

  • 第一��限(0° 到 90°):全部为正
  • 第二象限��90° 到 180°):正弦为正
  • 第三���限(180° �� 270°):正切为正
  • 第四象限(270° 到 360°):余弦为正

sin(150°)\sin(150°)——参考角为 180°150°=30°180° - 150° = 30°。第二象限正弦为正:sin(150°)=+sin(30°)=12\sin(150°) = +\sin(30°) = \frac{1}{2}

方法三:和差公式

对非标准角,分解为已知角的和或差:

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}

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}

方法四:图像变换

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

  • A|A| = 振幅
  • 2πB\frac{2\pi}{|B|} = 周期
  • CB-\frac{C}{B} = 相位移动
  • DD = 垂直平移

方法选择对比

方法适用场景识��标志
单位圆标准角30°、45°、60° 的倍数
参考角任意象限角度 > 90° 或为负
和差公式非标准精确值角度 = 标准角之和
计算器小数近似值不需要精确形式

常见错误

  • 象限符号错误cos(120°)=12\cos(120°) = -\frac{1}{2},不是 +12+\frac{1}{2}。务必检查象限决定的正负号。
  • ��度与弧度混淆sin(π)=0\sin(\pi) = 0(弧度),但如果把 180 当作弧度,sin(180)0.80\sin(180) \approx -0.80。务必统一单位。
  • 忘记 tan 的未定义点tan(90°)\tan(90°)tan(270°)\tan(270°) 无定义(垂直渐近线),不是零或无穷大。
  • 误用和差公式sin(A+B)sinA+sinB\sin(A + B) \neq \sin A + \sin B。必须使用正确的展开式。
  • 参考角求错:参考角总是到 xx 轴(不是 yy 轴)的角,且总为正的锐角。

示例题目

Step 1: 5π6\frac{5\pi}{6} 在第二象限(π2\frac{\pi}{2}π\pi 之间)
Step 2: 参考角:π5π6=π6\pi - \frac{5\pi}{6} = \frac{\pi}{6}
Step 3: 第二象限正弦为正:sin5π6=+sinπ6=12\sin\frac{5\pi}{6} = +\sin\frac{\pi}{6} = \frac{1}{2}
Answer: 12\frac{1}{2}

Step 1: 315°315° 在第四象限(270°270°360°360° 之间)
Step 2: 参考角:360°315°=45°360° - 315° = 45°
Step 3: 第四象限余弦为正: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} 在第二象限(π2\frac{\pi}{2}π\pi 之间)
Step 2: 参��角:π2π3=π3\pi - \frac{2\pi}{3} = \frac{\pi}{3}
Step 3: 第二象限正切为负:tan2π3=tanπ3=3\tan\frac{2\pi}{3} = -\tan\frac{\pi}{3} = -\sqrt{3}
Answer: 3-\sqrt{3}

常见问题

单位圆是以原点为圆心、半径为1的圆。对任意角theta,圆上对应点的x坐标为cos(theta),y坐标为sin(theta)。它将三角函数的定义从直角三角形扩展到所有角度。

ASTC规则告诉你在每个象限中哪些三角函数为正。第一象限全部为正,第二象限只有正弦为正,第三象限只有正切为正,第���象限只有余弦为正。其余函数在对应象限为负。

在直角三角形中:正弦是对边比斜边,余弦是邻边���斜边,正切是对边比邻边(等价于sin/cos)。它们测量同一三角形的不同比值,具有不同的图像、周期和值域。

角度乘以pi/180得到弧度,弧度乘以180/pi得到角度。关键对应:180度=pi弧度,90度=pi/2,360度=2pi。

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