三角函数
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三角函数公式大全三角函数是数学中非常重要的一个分支,广泛应用于物理学、工程学、计算机科学等多个领域。
下面为大家带来一份三角函数公式大全。
一、基本三角函数1、正弦函数(sin):在直角三角形中,一个锐角的正弦是它的对边与斜边的比值。
即 sinA = a / c (其中 A 为锐角,a 为 A 的对边,c 为斜边)。
2、余弦函数(cos):一个锐角的余弦是它的邻边与斜边的比值。
即 cosA = b / c (其中 b 为 A 的邻边)。
3、正切函数(tan):一个锐角的正切是它的对边与邻边的比值。
即 tanA = a / b 。
二、同角三角函数基本关系1、平方关系:sin²A + cos²A = 1 。
2、商数关系:tanA = sinA / cosA 。
三、诱导公式1、终边相同的角的三角函数值相等:sin(2kπ + A) = sinA ,cos(2kπ + A) = cosA ,tan(2kπ + A) = tanA (k ∈ Z)。
2、关于 x 轴对称:sin(A) = sinA ,cos(A) = cosA ,tan(A) =tanA 。
3、关于 y 轴对称:sin(π A) = sinA ,cos(π A) = cosA ,tan(π A) = tanA 。
4、关于原点对称:sin(π + A) = sinA ,cos(π + A) = cosA ,tan(π + A) = tanA 。
5、 90°相关:sin(π/2 A) = cosA ,cos(π/2 A) = sinA 。
四、两角和与差的三角函数公式1、两角和的正弦:sin(A + B) = sinAcosB + cosAsinB 。
2、两角差的正弦:sin(A B) = sinAcosB cosAsinB 。
3、两角和的余弦:cos(A + B) = cosAcosB sinAsinB 。
4、两角差的余弦:cos(A B) = cosAcosB + sinAsinB 。
(完整版)三角函数公式表1. 正弦函数 (sin):定义:正弦函数是直角三角形中对边与斜边的比值。
公式:sin(θ) = 对边 / 斜边范围:1 ≤ sin(θ) ≤ 1特殊值:sin(0°) = 0, sin(30°) = 1/2, sin(45°) = √2/2, sin(60°) = √3/2, sin(90°) = 12. 余弦函数 (cos):定义:余弦函数是直角三角形中邻边与斜边的比值。
公式:cos(θ) = 邻边 / 斜边范围:1 ≤ cos(θ) ≤ 1特殊值:cos(0°) = 1, cos(30°) = √3/2, cos(45°) = √2/2, cos(60°) = 1/2, cos(90°) = 03. 正切函数 (tan):定义:正切函数是直角三角形中对边与邻边的比值。
公式:tan(θ) = 对边 / 邻边范围:tan(θ) 可以取任意实数值特殊值:tan(0°) = 0, tan(30°) = 1/√3, tan(45°) = 1, tan(60°)= √3, tan(90°) 不存在(无穷大)4. 余切函数 (cot):定义:余切函数是直角三角形中邻边与对边的比值。
公式:cot(θ) = 邻边 / 对边范围:cot(θ) 可以取任意实数值特殊值:cot(0°) 不存在(无穷大), cot(30°) = √3, cot(45°) = 1, cot(60°) = 1/√3, cot(90°) = 05. 正割函数 (sec):定义:正割函数是直角三角形中斜边与邻边的比值。
公式:sec(θ)= 1 / cos(θ)范围:sec(θ) 可以取任意实数值特殊值:sec(0°) = 1, sec(30°) = 2, sec(45°) = √2, sec(60°) = 2/√3, sec(90°) 不存在(无穷大)6. 余割函数 (csc):定义:余割函数是直角三角形中斜边与对边的比值。
三角函数公式公式分类锐角三角函数公式正弦:sin α=∠α的对边/ 斜边余弦:cos α=∠α的邻边/ 斜边正切:tan α=∠α的对边/ ∠α的邻边余切:cot α=∠α的邻边/ ∠α的对边二倍角公式sin2A=2sinA•cosAcos2A=cos^A-sin^A=1-2sin^A=2cos^A-1tan2A=(2tanA)÷(1-tan^A)三倍角公式sin3α=4sinα·sin(π/3+α)sin(π/3-α)cos3α=4cosα·cos(π/3+α)cos(π/3-α)tan3a = tan a · tan(π/3+a)· tan(π/3-a)三倍角公式推导sin3a=sin(2a+a)=sin2acosa+cos2asina=2sina(1-sin^2a)+(1-2sin^2a)sina=3sina-4sin^3acos3a=cos(2a+a)=cos2acosa-sin2asina=(2cos^2a-1)cosa-2(1-cos^a)cosa=4cos^3a-3cosasin3a=3sina-4sin^3a=4sina(3/4-sin^2a)=4sina[(√3/2)^2-sin^2a]=4sina(sin^260°-sin^2a)=4sina(sin60°+sina)(sin60°-sina)=4sina*2sin[(60+a)/2]cos[(60°-a)/2]*2sin[(60°-a)/2]cos[(60°-a)/2]=4sinasin(60°+a)sin(60°-a)cos3a=4cos^3a-3cosa=4cosa(cos^2a-3/4)=4cosa[cos^2a-(√3/2)^2]=4cosa(cos^2a-cos^230°)=4cosa(cosa+cos30°)(cosa-cos30°)=4cosa*2cos[(a+30°)/2]cos[(a-30°)/2]*{-2sin[(a+30°)/2]sin[(a-30°)/2]} =-4cosasin(a+30°)sin(a-30°)=-4cosasin[90°-(60°-a)]sin[-90°+(60°+a)]=-4cosacos(60°-a)[-cos(60°+a)]=4cosacos(60°-a)cos(60°+a)上述两式相比可得tan3a=tanatan(60°-a)tan(60°+a)半角公式tan(A/2)=(1-cosA)/sinA=sinA/(1+cosA);cot(A/2)=sinA/(1-cosA)=(1+cosA)/sinA.sin^2(a/2)=(1-cos(a))/2cos^2(a/2)=(1+cos(a))/2tan(a/2)=(1-cos(a))/sin(a)=sin(a)/(1+cos(a))和差化积sinθ+sinφ = 2 sin[(θ+φ)/2] cos[(θ-φ)/2]sinθ-sinφ = 2 cos[(θ+φ)/2] sin[(θ-φ)/2]cosθ+cosφ= 2 cos[(θ+φ)/2] cos[(θ-φ)/2]cosθ-cosφ = -2 sin[(θ+φ)/2] sin[(θ-φ)/2]tanA+tanB=sin(A+B)/cosAcosB=tan(A+B)(1-tanAtanB)tanA-tanB=sin(A-B)/cosAcosB=tan(A-B)(1+tanAtanB)积化和差sinαsinβ = [cos(α-β)-cos(α+β)] /2cosαcosβ = [cos(α+β)+cos(α-β)]/2sinαcosβ = [sin(α+β)+sin(α-β)]/2cosαsinβ = [sin(α+β)-sin(α-β)]/2双曲函数sinh(a) = [e^a-e^(-a)]/2cosh(a) = [e^a+e^(-a)]/2tanh(a) = sin h(a)/cos h(a)公式一:设α为任意角,终边相同的角的同一三角函数的值相等:sin(2kπ+α)= sinαcos(2kπ+α)= cosαtan(2kπ+α)= tanαcot(2kπ+α)= cotα公式二:设α为任意角,π+α的三角函数值与α的三角函数值之间的关系:sin(π+α)= -sinαcos(π+α)= -cosαtan(π+α)= tanαcot(π+α)= cotα公式三:任意角α与-α的三角函数值之间的关系:sin(-α)= -s inαcos(-α)= cosαtan(-α)= -tanαcot(-α)= -cotα公式四:利用公式二和公式三可以得到π-α与α的三角函数值之间的关系:sin(π-α)= sinαcos(π-α)= -cosαtan(π-α)= -tanαcot(π-α)= -cotα公式五:利用公式-和公式三可以得到2π-α与α的三角函数值之间的关系:sin(2π-α)= -sinαcos(2π-α)= cosαtan(2π-α)= -tanαcot(2π-α)= -cotα公式六:π/2±α及3π/2±α与α的三角函数值之间的关系:sin(π/2+α)= cosαcos(π/2+α)= -sinαtan(π/2+α)= -cotαcot(π/2+α)= -tanαsin(π/2-α)= cosαcos(π/2-α)= sinαtan(π/2-α)= cotαcot(π/2-α)= tanαsin(3π/2+α)= -cosαcos(3π/2+α)= sinαtan(3π/2+α)= -cotαcot(3π/2+α)= -tanαsin(3π/2-α)= -cosαcos(3π/2-α)= -sinαtan(3π/2-α)= cotαcot(3π/2-α)= tanα(以上k∈Z)A·sin(ωt+θ)+ B·sin(ωt+φ) =√{(A^2 +B^2 +2ABcos(θ-φ)} • sin{ωt + arcsin[ (A•sinθ+B•sinφ) / √{A^2 +B^2; +2ABcos(θ-φ)} }√表示根号,包括{……}中的内容诱导公式sin(-α) = -sinαcos(-α) = cosαtan (-α)=-tanαsin(π/2-α) = cosαcos(π/2-α) = sinαsin(π/2+α) = cosαcos(π/2+α) = -sinαsin(π-α) = sinαcos(π-α) = -cosαsin(π+α) = -sinαcos(π+α) = -cosαtanA= sinA/cosAtan(π/2+α)=-cotαtan(π/2-α)=cotαtan(π-α)=-tanαtan(π+α)=tanα诱导公式记背诀窍:奇变偶不变,符号看象限万能公式其它公式(1)(sinα)^2+(cosα)^2=1(2)1+(tanα)^2=(secα)^2(3)1+(cotα)^2=(cscα)^2证明下面两式,只需将一式,左右同除(sinα)^2,第二个除(cosα)^2即可(4)对于任意非直角三角形,总有tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC证:A+B=π-Ctan(A+B)=tan(π-C)(tanA+tanB)/(1-tanAtanB)=(tanπ-tanC)/(1+tanπtanC)整理可得tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC得证同样可以得证,当x+y+z=nπ(n∈Z)时,该关系式也成立由tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC可得出以下结论(5)cotAcotB+cotAcotC+cotBcotC=1(6)cot(A/2)+cot(B/2)+cot(C/2)=cot(A/2)cot(B/2)cot(C/2)(7)(cosA)^2+(cosB)^2+(cosC)^2=1-2cosAcosBcosC(8)(sinA)^2+(sinB)^2+(sinC)^2=2+2cosAcosBcosC其他非重点三角函数csc(a) = 1/sin(a)sec(a) = 1/cos(a)[编辑本段]内容规律三角函数看似很多,很复杂,但只要掌握了三角函数的本质及内部规律就会发现三角函数各个公式之间有强大的联系。
三角函数定义及三角函数公式大全三角函数是数学中一类重要的函数,主要用于描述和分析三角形以及周期性现象。
三角函数的定义涵盖了正弦函数、余弦函数、正切函数、余切函数、割函数和余割函数等,它们在数学和物理等领域都有广泛的应用。
下面将对每个三角函数的定义及其公式进行详细介绍。
1. 正弦函数(sine function):正弦函数是一个周期性函数,在单位圆上定义。
它的定义域是所有实数,值域是[-1, 1]。
通常用sin(x)或者sinθ来表示,其中θ为角度值。
正弦函数的公式为:sin(x) = sinθ = y/r = 对边/斜边2. 余弦函数(cosine function):余弦函数同样也是一个周期性函数,也在单位圆上定义。
它的定义域是所有实数,值域也是[-1, 1]。
通常用cos(x)或者cosθ来表示。
余弦函数的公式为:cos(x) = cosθ = x/r = 邻边/斜边3. 正切函数(tangent function):正切函数是一个无界函数,定义于所有实数上。
它的定义域是除了π/2 + kπ(k=0,1,2,...)外的所有实数,值域是(-∞, ∞)。
正切函数通常用tan(x)或者ta nθ来表示。
正切函数的公式为:tan(x) = tanθ = y/x = 对边/邻边4. 余切函数(cotangent function):余切函数也是一个无界函数,定义于所有实数上。
它的定义域是除了kπ(k=0,1,2,...)外的所有实数,值域也是(-∞, ∞)。
余切函数通常用cot(x)或者cotθ来表示。
余切函数的公式为:cot(x) = cotθ = x/y = 邻边/对边5. 割函数(secant function):割函数是一个无界函数,在余弦函数的基础上定义。
它的定义域是除了π/2 + kπ(k=0,1,2,...)外的所有实数,值域是(-∞, -1]∪[1, ∞)。
割函数通常用sec(x)或者secθ来表示。
三角函数大全1.诱导公式sin(-a) = - sin(a)cos(-a) = cos(a)sin(π/2 - a) = cos(a)cos(π/2 - a) = sin(a)sin(π/2 + a) = cos(a)cos(π/2 + a) = - sin(a)sin(π - a) = sin(a)cos(π - a) = - cos(a)sin(π + a) = - sin(a)cos(π + a) = - cos(a)2.两角和与差的三角函数sin(a + b) = sin(a)cos(b) + cos(α)sin(b)cos(a + b) = cos(a)cos(b) - sin(a)sin(b)sin(a - b) = sin(a)cos(b) - cos(a)sin(b)cos(a - b) = cos(a)cos(b) + sin(a)sin(b)tan(a + b) = [tan(a) + tan(b)] / [1 - tan(a)tan(b)]tan(a - b) = [tan(a) - tan(b)] / [1 + tan(a)tan(b)]3.和差化积公式sin(a) + sin(b) = 2sin[(a + b)/2]cos[(a - b)/2]sin(a) - sin(b) = 2sin[(a - b)/2]cos[(a + b)/2] cos(a) + cos(b) = 2cos[(a + b)/2]cos[(a - b)/2] cos(a) - cos(b) = - 2sin[(a + b)/2]sin[(a - b)/2] 4.积化和差公式sin(a)sin(b) = - 1/2[cos(a + b) - cos(a - b)]cos(a)cos(b) = 1/2[cos(a + b) + cos(a -b)]sin(a)cos(b) = 1/2[sin(a + b) + sin(a - b)]5.二倍角公式sin(2a) = 2sin(a)cos(a)cos 2a = cos2a - sin2a = 2cos2a - 1= 1 - 2sin2a6.半角公式sin2a = (1 – cos 2a)/ 2cos2a = (1 + cos 2a)/ 2tan a = [1 – cos 2a] /sin 2a = sin 2a / [1 + cos 2a ]7.万能公式sin(a) = 2tan(a/2) / [1+tan2(a/2)]cos(a) = [1-tan2(a/2)] / [1+tan2(a/2)]tan(a) = 2tan(a/2) / [1-tan2(a/2)]N倍角公式半角公式两角和公式同角三角函数的基本关系倒数关系:tanα ·cotα=1sinα ·cscα=1cosα·secα=1商的关系:sinα/cosα=tanα=secα/cscα平方关系:平常针对不同条件的常用的两个公式一个特殊公式(sina+sinθ)*(sina-sinθ)=sin(a+θ)*sin(a-θ)证明:(sina+sinθ)*(sina-sinθ)=2 sin[(θ+a)/2] cos[(a-θ)/2] *2cos[(θ+a)/2] sin[(a-θ)/2]=sin(a+θ)*sin(a-θ)坡度公式我们通常把坡面的铅直高度h与水平高度l的比叫做坡度(也叫坡比),用字母i表示,即i=h / l,坡度的一般形式写成l : m形式,如i=1:5.如果把坡面与水平面的夹角记作a(叫做坡角),那么i=h/l=tan a.锐角三角函数公式正弦:sinα=∠α的对边/∠α 的斜边余弦:cosα=∠α的邻边/∠α的斜边正切:tanα=∠α的对边/∠α的邻边余切:cotα=∠α的邻边/∠α的对边二倍角公式正弦sin2A=2sinA·cosA余弦正切tan2A=(2tanA)/(1-tan^2(A))三倍角公式三倍角公式sin3α=4sinα·sin(π/3+α)sin(π/3-α)cos3α=4cosα·cos(π/3+α)cos(π/3-α)tan3a = tan a · tan(π/3+a)· tan(π/3-a)三倍角公式推导sin(3a)=sin(a+2a)=sin2acosa+cos2asina=2sina(1-sina)+(1-2sina)sina=3sina-4sin^3acos3a=cos(2a+a)=cos2acosa-sin2asina=(2cosa-1)cosa-2(1-cos^a)cosa=4cos^3a-3cosasin3a=3sina-4sin^3a=4sina(3/4-sina)=4sina[(√3/2)-sina]=4sina(sin60°-sina)=4sina(sin60°+sina)(sin60°-sina)=4sina*2sin[(60+a)/2]cos[(60°-a)/2]*2sin[(60°-a)/2]cos[(60°-a)/2]=4sinasin(60°+a)sin(60°-a)cos3a=4cos^3a-3cosa=4cosa(cosa-3/4)=4cosa[cosa-(√3/2)^2]=4cosa(cosa-cos30°)=4cosa(cosa+cos30°)(cosa-cos30°)=4cosa*2cos[(a+30°)/2]cos[(a-30°)/2]*{-2sin[(a+30°)/2]sin[(a-30°)/2]}=-4cosasin(a+30°)sin(a-30°)=-4cosasin[90°-(60°-a)]sin[-90°+(60°+a)]=-4cosacos(60°-a)[-cos(60°+a)]=4cosacos(60°-a)cos(60°+a)上述两式相比可得tan3a=tanatan(60°-a)tan(60°+a)现列出公式如下:sin2α=2sinαcosα tan2α=2tanα/(1-tanα )cos2α=cosα-sinα=2cosα-1=1-2sinα可别轻视这些字符,它们在数学学习中会起到重要作用,包括在一些图像问题和函数问题中三倍角公式sin3α=3sinα-4sinα=4sinα·sin(π/3+α)sin(π/3-α)cos3α=4cosα-3cosα=4cosα·cos(π/3+α)cos(π/3-α)tan3α=tan(α)*(-3+tan(α)^2)/(-1+3*tan(α)^2)=tan a · tan(π/3+a)· tan(π/3-a)半角公式sin^2(α/2)=(1-cosα)/2cos^2(α/2)=(1+cosα)/2tan^2(α/2)=(1-cosα)/(1+cosα)tan(α/2)=sinα/(1+cosα)=(1-cosα)/sinα万能公式sinα=2tan(α/2)/[1+tan(α/2)]cosα=[1-tan(α/2)]/[1+tan^2(α/2)]tanα=2tan(α/2)/[1-tan&s(α/2)]其他sinα+sin(α+2π/n)+sin(α+2π*2/n)+sin(α+2π*3/n)+……+sin[α+2π*(n-1)/n]=0cosα+cos(α+2π/n)+cos(α+2π*2/n)+cos(α+2π*3/n)+……+cos[α+2π*(n-1)/n]=0 以及sin^2(α)+sin^2(α-2π/3)+sin^2(α+2π/3)=3/2tanAtanBtan(A+B)+tanA+tanB-tan(A+B)=0四倍角公式sin4A=-4*(cosA*sinA*(2*sinA^2-1))cos4A=1+(-8*cosA^2+8*cosA^4)tan4A=(4*tanA-4*tanA^3)/(1-6*tanA^2+tanA^4)五倍角公式sin5A=16sinA^5-20sinA^3+5sinA cos5A=16cosA^5-20cosA^3+5cosA tan5A=tanA*(5-10*tanA^2+tanA^4)/(1-10*tanA^2+5*tanA^4)六倍角公式sin6A=2*(cosA*sinA*(2*sinA+1)*(2*sinA-1)*(-3+4*sinA^2))cos6A=((-1+2*cosA)*(16*cosA^4-16*cosA^2+1))tan6A=(-6*tanA+20*tanA^3-6*tanA^5)/(-1+15*tanA-15*tanA^4+tanA^6)七倍角公式sin7A=-(sinA*(56*sinA^2-112*sinA^4-7+64*sinA^6))cos7A=(cosA*(56*cosA^2-112*cosA^4+64*cosA^6-7))tan7A=tanA*(-7+35*tanA^2-21*tanA^4+tanA^6)/(-1+21*tanA^2-35*tanA^4+7*tan A^6)八倍角公式sin8A=-8*(cosA*sinA*(2*sinA^2-1)*(-8*sinA^2+8*sinA^4+1)) cos8A=1+(160*cosA^4-256*cosA^6+128*cosA^8-32*cosA^2)tan8A=-8*tanA*(-1+7*tanA^2-7*tanA^4+tanA^6)/(1-28*tanA^2+70*tanA^4-28*tan A^6+tanA^8)九倍角公式sin9A=(sinA*(-3+4*sinA^2)*(64*sinA^6-96*sinA^4+36*sinA^2-3)) cos9A=(cosA*(-3+4*cosA^2)*(64*cosA^6-96*cosA^4+36*cosA^2-3))tan9A=tanA*(9-84*tanA^2+126*tanA^4-36*tanA^6+tanA^8)/(1-36*tanA^2+126*ta nA^4-84*tanA^6+9*tanA^8)十倍角公式sin10A = 2*(cosA*sinA*(4*sinA^2+2*sinA-1)*(4*sinA^2-2*sinA-1)*(-20*sinA^2+5+16*sin A^4))cos10A = ((-1+2*cosA^2)*(256*cosA^8-512*cosA^6+304*cosA^4-48*cosA^2+1))tan10A = -2*tanA*(5-60*tanA^2+126*tanA^4-60*tanA^6+5*tanA^8)/(-1+45*tanA^2-210*tan A^4+210*tanA^6-45*tanA^8+tanA^10)N倍角公式根据棣美弗定理,(cosθ+ i sinθ)^n = cos(nθ)+ i sin(nθ)为方便描述,令sinθ=s,cosθ=c考虑n为正整数的情形:cos(nθ)+ i sin(nθ) = (c+ i s)^n = C(n,0)*c^n + C(n,2)*c^(n-2)*(i s)^2 + C(n,4)*c^(n- 4)*(i s)^4 + ... …+C(n,1)*c^(n-1)*(i s)^1 + C(n,3)*c^(n-3)*(i s)^3 + C(n,5)*c^(n-5)*(i s)^5 + ... …=>比较两边的实部与虚部实部:cos(nθ)=C(n,0)*c^n + C(n,2)*c^(n-2)*(i s)^2 + C(n,4)*c^(n-4)*(i s)^4 + ... …i*(虚部):i*sin(nθ)=C(n,1)*c^(n-1)*(i s)^1 + C(n,3)*c^(n-3)*(i s)^3 + C(n,5)*c^(n-5)*(i s)^5 + ... …对所有的自然数n:1. cos(nθ):公式中出现的s都是偶次方,而s^2=1-c^2(平方关系),因此全部都可以改成以c(也就是cosθ)表示。
5.2.1 三角函数的概念知识点1 任意角的三角函数1.定义:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点(,)P x y ,那么:sin y α=,cos x α=,tan (0)yx xα=≠. 2.推广:设点(,)P x y 是角α终边上任意一点且不与原点重合,r OP =,则:sin y r α=,cos x r α=,tan (0)yx xα=≠. 注:三角函数的值与点P 在终边上的位置无关,仅与角的大小有关,我们只需计算点到原点的距离22r OP x y ==+,那么22sin x y α=+22cos x y α=+tan (0)yx xα=≠知识点2 正弦、余弦、正切函数值在各象限内的符号 1.图示:2.口诀:“一全正,二正弦,三正切,四余弦”.意为:第一象限各三角函数值均为正;第二象限只有正弦值为正,其余均为负;第三象限只有正切值为正,其余均为负;第四象限只有余弦值为正,其余均为负.考点一 三角函数的定义及应用解题方略:(1)求已知角三角函数值,一般求已知角的终边与单位圆的交点坐标,再利用三角函数的定义求解. (2)已知角α终边上一点P 的坐标,则可先求出点P 到原点的距离r ,然后用三角函数的定义求解.sin y r α=,cos x r α=,tan y xα=. 注:利用三角函数的定义,求一个角的三角函数值时,需确定三个量:角的终边上任意一个异于原点的点的横坐标x ,纵坐标y ,该点到原点的距离r .(3)已知角α的终边在直线上求α的三角函数值时,常用的解题方法有以下两种:①先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后利用三角函数的定义求出相应的三角函数值. ①注意到角的终边为直线,所以应分两种情况来处理,取射线上任一点坐标(,)(0)a b a ≠,则对应角的正弦值22sin a b α=+,余弦值22cos a b α=+tan baα=. 注:若题目中已知角的终边在一条直线上,此时注意“在终边上任取一点”应分两种情况(点所在象限不同)进行分析.(4)当角的终边上的点的坐标以参数的形式给出时,要根据问题的实际情况对参数进行分类讨论.(一)利用定义求角的三角函数值【例1-1】已知角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合,它的终边过点(2,1)-,则sin α的值为( )A .5B 5C .25D 25【答案】B【解析】已知点()2,1P -,则()22215r OP ==-+5sin =5y r α=.变式1-1-1:若角α的终边经过点2(5,)1P -,则sin α=_______,cos α=______,tan α=________.【答案】1213-;513;125- 【解析】因为5,12x y ==-,所以225(12)13r =+-,则12512sin ,cos tan 13135y x y r r x ααα==-====-,.变式1-1-2:已知角α的终边过点()43-,,则2sin cos αα+=( ) A .1 B .25-C .25D .1-【答案】B【解析】因为角α的终边过点()43-,, 所以()()222234sin ,cos 554343αα=-==+-+-,所以3422sin cos 2555αα⎛⎫+=⨯-+=- ⎪⎝⎭,变式1-1-3:(多选)已知函数()()log 2401a f x x a a =-+>≠且的图象经过定点A ,且点A 在角θ的终边上,则11tan sin θθ+的值可能是( ) A .2 B .3 C 171+ D 171+【答案】AC【解析】由题意,可知(3,4)A 或(1,4)A ,当点是(3,4)A 时,由三角函数的定义有2244tan ,sin 3534θθ==+,所以11352tan sin 44θθ+=+=; 当点是(1,4)A 时,由三角函数的定义有224tan 4,sin 11714θθ==+11117171tan sin 4θθ+∴+==变式1-1-4:(多选)若角α的终边上有一点(4,)P a -,且3sin cos αα⋅=,则a 的值为( ) A .3 B 3 C .43-D .43【答案】CD【解析】由三角函数的定义可知,()22sin 4a α=-+()22cos 4a α=-+又3sin cos αα⋅=,则()22434a a -=-+43a =-433(二)由三角函数值求终边上的点或参数【例1-2】已知角α的顶点与平面直角坐标系的原点重合,始边与x 轴的正半轴重合,终边经过点()02,y -,若π3α=,则0y 的值为( ). A .3- B .23C .3D 23【答案】A【解析】因为角α终边经过点()02,y -,且3πα=,所以0πtan332y =-023y =-变式1-2-1:已知角θ的终边经过点(,3)M m m -,且1tan 2θ=,则m =( )A .12B .1C .2D .52【答案】C【解析】由题意31tan 2m m θ-==,解得2m =.变式1-2-2:已知()2,P y -是角θ终边上一点,且22sin θ=y 的值是( ) A .22B 22C .434D 434【答案】D【解析】因为()2,P y -是角θ终边上一点,22sin 05θ=>,故点()2,P y -位于第二象限 所以0y >,2222sin (2)y θ==-+21732y =,因为0y >,所以434y =变式1-2-3:已知角θ的终边经过点()21,2a a +-,且3cos 5θ=,则实数的a 值是( )A .2-B .211C .2-或211D .1【答案】B2235(21)(2)a a =++-且210a +>,即12a >-,①2244195525a a a ++=+,则2112040a a +-=,解得2a =-或211a =,综上,211a =.变式1-2-4:已知角α的终边上有一点(3P m ,且2cos 4mα=,则实数m 取值为______.【答案】0或5【解析】因为角α的终边上有一点(3P m , 所以22cos 43mm α==+,解得0m =或5±(三)由单位圆求三角函数值【例1-3】已知角α的终边与单位圆交于点132P ⎛- ⎝⎭,则sin α的值为( )A. 3 B .12-C 3D .12【答案】C【解析】因为角α的终边与单位圆交于点132P ⎛- ⎝⎭,所以根据三角函数的定义可知,3sin y α==.变式1-3-1:角α的终边与单位圆的交点A 3sin α=________,若点A 沿单位圆逆时针运动到点B ,所经过的弧长为2π,则转过的角度为________. 132π 【解析】α的终边与单位圆的交点A 3可得:3cos α=sin 0α>,则有:22313sin 1cos 14αα⎛⎫=--=⎪⎝⎭点A 沿单位圆逆时针运动到点B ,所经过的弧长为2π,可得:2AOB π∠=变式1-3-2:已知角α的终边与单位圆交于点36(P ,则sin cos αα⋅=( ) A 3 B .2C .3D 2【答案】B【解析】α的终边与单位圆交于点36(P ,故36||1,r OP x y ====, 故636333sin cos 11y x r r αα==== 所以632sin cos 3αα⋅=(=-,(四)已知角α的终边在直线上求三角函数值【例1-4】已知角α的终边落在射线2(0)y x x =≥上,求sin α,cos α的值.【解析】设射线2(0)y x x =≥上任一点00(,)P x y ,则002y x =,220005OP r x y x ∴==+=,00025sin 55y r x α∴===,0005cos 55x r x α===.变式1-4-1:已知α的终边落在直线2y x =上,求sin α,cos α的值255255【解析】①若α的终边在第一象限内,设点(,2)(0)P a a a >是其终边上任意一点22(2)5(0)r OP a a a a ==+=>25sin 55y r a α∴===,5cos 55x r a α===①若α的终边在第三象限内,设点(,2)(0)P a a a <是其终边上任意一点22(2)5(0)r OP a a a a ==+=-<25sin 5y r a α∴===-,5cos 5x r a α===-变式1-4-2:α是第二象限角,其终边上一点(5P x ,且2cos x α=,则sin α的值为( ) A 10 B 6 C 2 D .10 【答案】A【解析】由题意可知0x <,22cos 5x x α=+,解得3x =-510sin 35α==+考点二 三角函数值符号的判定解题方略:三角函数值符号的判断方法要判定三角函数值的符号,关键是要搞清三角函数中的角是第几象限角,再根据正、余弦函数值在各象限的符号确定函数值的符号.如果角不能确定所在象限,那就要进行分类讨论求解.(一)已知角或角的范围确定三角函数式的符号【例2-1】坐标平面内点P 的坐标为()sin5,cos5,则点P 位于第( )象限.A .一B .二C .三D .四【答案】B 【解析】32π2π5<<,sin50,cos50∴<>,则点P 位于第二象限,变式2-1-1:若α为第四象限角,则( )A .cos 2α>0B .cos 2α<0C .sin 2α>0D .sin 2α<0 【答案】D【解析】法一:因为α为第四象限角,22,2k k k Z ππαπ∴-<<∈,424,k k k Z ππαπ∴-<<∈所以2α的终边在第三象限、第四象限或y 轴的负半轴上,所以sin 20α<.法二:因为α为第四象限角,sin 0α∴<,cos 0α>,sin 22sin cos 0ααα∴=<.变式2-1-2:下列各选项中正确的是( )A .sin300>0︒B .cos(305)0-︒<C .22tan 03π⎛⎫-> ⎪⎝⎭D .sin100<【答案】D【解析】30036060︒=︒-︒,则300︒是第四象限角,故sin3000︒<;30536055-︒=-︒+︒,则305-︒是第一象限角,故cos(305)0-︒>;222833πππ-=-+,则223π-是第二象限角,故22tan 03π⎛⎫-< ⎪⎝⎭; 73102ππ<<,则10是第三象限角,故sin100<,故选D.变式2-1-3:下列各式:①()sin 100-︒; ①()cos 220-︒; ①()tan 10-; ①cos π. 其中符号为负的有( )A .1个B .2个C .3个D .4个 【答案】D【解析】100-︒,故()sin 1000-︒<;220-︒在第二象限,故()cos 2200-︒<;710,32ππ⎛⎫-∈-- ⎪⎝⎭在第二象限,故()tan 100-<,cos 10π=-<.(二)由三角函数式的符号确定角的范围或象限【例2-2】已知sin tan 0θθ⋅<,则角θ位于第________象限.【答案】二或三【解析】当θ为第一象限角时,sin 0θ>,tan 0θ>,sin tan 0θθ⋅>; 当θ为第二象限角时,sin 0θ>,tan 0θ<,sin tan 0θθ⋅< 当θ为第三象限角时,sin 0θ<,tan 0θ>,sin tan 0θθ⋅< 当θ为第四象限角时,sin 0θ<,tan 0θ<,sin tan 0θθ⋅> 综上,若sin tan 0θθ⋅<,则θ位于第二或第三象限变式2-2-1:已知sin 0θ<且tan 0θ<,则θ是( )A .第一象限的角B .第二象限的角C .第三象限的角D .第四象限的角【答案】D【解析】sin 0θ<,则θ是第三、四象限的角,tan 0θ<,则θ是第二、四象限的角 ①θ是第四象限的角变式2-2-2:若角α满足sin cos 0αα⋅<,cos sin 0αα-<,则α在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【答案】B【解析】sin cos 0αα⋅<,α是第二或第四象限角;当α是第二象限角时,cos 0α<,sin 0α>,满足cos sin 0αα-<; 当α是第四象限角时,cos 0α>,sin 0α<,则cos sin 0αα->,不合题意; 综上所述:α是第二象限角.变式2-2-3:若sin tan 0αα<,且cos 0tan αα<,则角α是( ) A .第一象限角 B .第二象限角 C .第三象限角 D .第四象限角【答案】C【解析】由sin tan 0αα<可知sin α,tan α异号,从而α是第二或第三象限角.由cos 0tan αα<可知cos α,tan α异号,从而α是第三或第四象限角. 综上可知,α是第三象限角.变式2-2-4:已知点P (tan α,cos α)在第四象限,则角α的终边在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【解析】因为点P 在第四象限,所以有tan 0cos 0αα>⎧⎨<⎩,由此可判断角α的终边在第三象限.变式2-2-5:若cos α与tan α同号,那么α在( )A .第一、三象限B .第一、二象限C .第三、四象限D .第二、四象限 【答案】B【解析】因为cos α与tan α同号,则cos α与tan α的乘积为正,即正弦值为正,所以α在第一、二象限.变式2-2-6:在ABC 中,A 为钝角,则点()cos ,tan P A B 在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 【答案】B【解析】在ABC 中,A 为钝角,则B 为锐角,则cos 0,tan 0A B <>,则点()cos ,tan P A B 在第二象限变式2-2-7:已知角α的终边经过点(39,2)a a -+,且cos 0α≤,sin 0α>,则实数a 的取值范围是( )A .(-2,3]B .(-2,3)C .[-2,3)D .[-2,3] 【答案】A【解析】①cos 0α≤,sin 0α>,①角α的终边落在第二象限或y 轴的正半轴上. ①39020a a -≤⎧⎨+>⎩ ①23a -<≤ .。
三角函数公式大全详解一、什么是三角函数?三角函数是一类函数,它们以三角形为基本图形,通过三角形任意两条边和它们之间的夹角代表某一比例关系。
它们是以平面角度(θ)来描述某一比例关系,可以将角度θ在特定范围内运用到具有实际意义的函数中,比如描述的是三角形的大小或形状。
二、三角函数的九大公式(正弦定理、余弦定理、正切定理)1. 正弦定理:a2=b2+c2-2bccosA(a、b、c分别表示三角形的三边的长度,A表示夹角);2. 余弦定理:a2=b2+c2-2accosB(a、b、c分别表示三角形的三边的长度,B表示夹角);3. 正切定理:tanA/tanB=tan(A+B)/tan(A-B)(A、B分别表示三角形两个内角的大小);4. 正弦函数:y=sinx(x为角度,sinx表示一个三角形的第三边与夹角的长度的比率);5. 余弦函数:y=cosx(x为角度,cosx表示一个三角形的第二边与夹角的长度的比率);6. 正切函数:y=tanx(x为角度,tanx表示一个三角形第一边与夹角的长度的比率);7. 余切函数:y=cotx(x为角度,cotx表示一个三角形第一边与夹角的长度相反的比率);8. 正割函数:y=secx(x为角度,secx表示一个三角形第二边与夹角的长度的比值的倒数);9. 余割函数:y=cscx(x为角度,cscx表示一个三角形第三边与夹角的长度的比值的倒数)。
三、三角函数的反函数1. 反正弦函数:y=arcsinx(x表示一个三角形的第三边与夹角的长度之比,arcsinx表示求三角形夹角的大小θ);2. 反余弦函数:y=arccosx(x表示一个三角形的第二边与夹角的长度之比,arccosx表示求三角形夹角的大小θ);3. 反正切函数:y=arctanx(x表示一个三角形第一边与夹角的长度之比,arctanx表示求三角形夹角的大小θ);4. 反余切函数:y=arccotx(x表示一个三角形第一边与夹角的长度相反的比率,arccotx表示求三角形夹角的大小θ);5. 反正割函数:y=arcsecx(x表示一个三角形第二边与夹角的长度的倒数,arcsecx表示求三角形夹角的大小θ);6. 反余割函数:y=arccscx(x表示一个三角形第三边与夹角的长度的倒数,arccscx表示求三角形夹角的大小θ)。
三角函数的基本概念与关系正文:三角函数是数学中一个重要的概念,广泛应用在几何、物理、工程等领域。
本文将介绍三角函数的基本概念与关系,帮助读者更好地理解和运用三角函数。
一、基本概念三角函数是通过三角形的边长比值定义的一组函数。
常见的三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数,分别记作sin(x)、cos(x)和tan(x)。
其中,x为角度。
正弦函数sin(x)定义为三角形的对边与斜边的比值,即sin(x) = a / c。
余弦函数cos(x)定义为三角形的邻边与斜边的比值,即cos(x) = b / c。
正切函数tan(x)定义为三角形的对边与邻边的比值,即tan(x) = a / b。
二、基本关系三角函数之间存在着一些基本关系,这些关系可以帮助我们在计算中相互转化三角函数。
1. 正弦函数与余弦函数的关系:根据勾股定理,我们知道c^2 = a^2 + b^2。
因此,对于任意角度x,sin^2(x) + cos^2(x) = 1。
这个关系被称为三角恒等式之一,它表明正弦函数与余弦函数之间存在着一种特殊关系。
2. 正切函数与正弦函数、余弦函数的关系:利用三角函数的定义和基本关系,我们可以得到tan(x) = sin(x) /cos(x)。
这个关系可以帮助我们在计算中相互转化正弦函数、余弦函数和正切函数。
三、特殊角的三角函数值特殊角是指一些特定角度下的三角函数值,它们在计算中经常被使用。
以下是一些常见特殊角度的三角函数值:1. 0度和360度:根据定义,sin(0) = 0,cos(0) = 1,tan(0) = 0。
同时,由于正弦函数和余弦函数的周期为360度,所以sin(360) = 0,cos(360) = 1。
2. 30度和150度:在等边三角形中,对于一个边长为1的等边三角形,其角度为30度和150度。
根据定义,sin(30) = 1/2,cos(30) = √3/2,tan(30) = √3/3。
三角函数求助编辑百科名片角θ的所有三角函数三角函数(Trigonometric)是数学中属于初等函数中的超越函数的一类函数。
它们的本质是任意角的集合与一个比值的集合的变量之间的映射。
通常的三角函数是在平面直角坐标系中定义的,其定义域为整个实数域。
另一种定义是在直角三角形中,但并不完全。
现代数学把它们描述成无穷数列的极限和微分方程的解,将其定义扩展到复数系。
它包含六种基本函数:正弦、余弦、正切、余切、正割、余割。
由于三角函数的周期性,它并不具有单值函数意义上的反函数。
三角函数在复数中有较为重要的应用。
在物理学中,三角函数也是常用的工具。
目录定义锐角三角函数定义罕见三角函数任意角三角函数定义单位圆定义级数定义三角函数线起源三角学问题的提出独立三角学的产生现代三角学的确认正弦,余弦余弦“正弦”的由来“弦表”问世60进制特殊角的三角函数同角三角函数关系式诱导公式对称轴与对称中心两角和与差的三角函数和差化积公式积化和差公式倍角公式三倍角公式n倍角公式半角公式辅助角公式万能公式降幂公式三角和的三角函数特殊角的三角函数值幂级数泰勒展开式傅立叶级数三角函数的数值符号相关概念三角形与三角函数定义域和值域三角函数的画法初等三角函数导数倍半角规律反三角函数高等应用总体情况复数域内性质性质定理正弦定理余弦定理正切定理应用:一元三次方程复数三角函数三角函数常见考法定义锐角三角函数定义罕见三角函数任意角三角函数定义单位圆定义级数定义三角函数线起源三角学问题的提出独立三角学的产生现代三角学的确认正弦,余弦余弦“正弦”的由来“弦表”问世60进制特殊角的三角函数同角三角函数关系式诱导公式对称轴与对称中心两角和与差的三角函数和差化积公式积化和差公式倍角公式三倍角公式n倍角公式半角公式辅助角公式万能公式降幂公式三角和的三角函数特殊角的三角函数值幂级数泰勒展开式傅立叶级数三角函数的数值符号相关概念三角形与三角函数定义域和值域三角函数的画法初等三角函数导数倍半角规律反三角函数高等应用总体情况复数域内性质性质定理正弦定理余弦定理正切定理应用:一元三次方程复数三角函数三角函数常见考法展开编辑本段定义锐角三角函数定义如右图,当平面上的三点A、B、C的连线,AB、AC、BC,构成一个直角三角形,其中∠ACB为直角。
常用的三角函数有6种(正弦,余弦,正切,余切,正割,余割).还有另外一些不常用的,有正矢、余矢、外正割、外余割、半正矢、半余矢等.比如:
外余割就是余割的倒数;正矢:versinα=1-cosα,vercosinα=1+cosα;余矢:coversinα=1-sinα,covercosinα=1+sinα等.
初中的三角函数都使用角度制.通用的是弧
度制.弧度制的单位是弧度rad.360°=2π
rad;60°=π/3 rad.
弧度制就是将角度用构成这个角度的单位
圆上的弧长来表示的方法.
正弦与余弦的图像呈现单纯的波形,正因为
正弦与余弦的这种波形的特质,它们也被用来研
究一些波的问题.
要改变y=asinbx的振幅,就要改变系数a,改变波长,就要改变b,a越大,振幅越大;b越大,波长越短.
任何波都能够用“单纯的波”叠加起来表示.为了解析复杂的波是如何用单纯波叠加起来的,目前人们都使用一种叫做“傅里叶变换”的方法.
那么接下来就要介绍三角函数的微分.
微分是由牛顿,与德国数学家戈特弗里德·莱布尼茨发明的.正弦函数的斜率变化使用余弦函数来表示的.求微分即求某点的切线的斜率.
以y=sinx为例,该函数在x从0~π/2变化时是递增的,斜率是减小的,在π/2处斜率为0;在π/2~3π/2时是递减的,斜率继续减小后增加,在3π/2处斜率也为0.如果把这些切线的斜率变化在新的坐标图上画出来,就是y=cosx.
也就是说,对正弦函数求微分,得到的就是余弦函数.微分
用d表示,d(sinx)=cosx.对余弦函数求微分,得到,
d(cosx)=-sinx.
接下来,我们就通过用计算的方法求三角函数的微分.再次
以y=sinx为例,假如在这上面有一点A(x,sinx),那么首先在
沿x轴正方向,找一个与A相距h的B点,B点的坐标可求,
为(x+h,sin(x+h)).那么,连接A,B两点的直线,斜率就可以
这样表示:
sin(x+ℎ)−sinx
ℎ
直线AB不是点A的切线.但如果B点沿着函数图像靠近A
点的话,直线AB就接近A点的切线,如果h无限接近于0,
也就是说,B点无限接近于A点,直线AB的斜率K,就会与A
点的切线的斜率无限接近.所以,此处我们就引入极限的概念,点A切线的斜率可以表示为:
K=lim
ℎ→0sin(x+ℎ)−sin x
ℎ
这也就是导数的概念。
也就是说,对于y=sinx上A点求其切线的斜率,就是求其导数,用(sinx)'表示.
(sin x)′=lim
ℎ→0sin(x+ℎ)−sin x
ℎ
将sin(x+h)用和角公式展开,sin(x+h)=sinxcosh+cosxsinh。
代入刚刚那个式子:
lim ℎ→0sin(x+ℎ)−sinx
ℎ
=lim
ℎ→0
sinx·cosℎ+cosx·sinℎ−sinx
ℎ
=lim
ℎ→0
sinx(cosℎ−1)+cosx·sinℎ
ℎ
将这个式子分为两个式子相加,并且把不含△x的sinx和cosx提出到极限符号的前面,就变成了:
(sin x)′=sinx·lim
ℎ→0cosℎ−1
ℎ
+cosx·lim
ℎ→0
sinℎ
ℎ
该极限可求:对于极限:
lim ℎ→0sinℎℎ
先建立一个不等式,当0<h<π/2时有:
sinℎ<ℎ<tanℎ以sinh除各项可得:
1<
ℎ
sinℎ
<1
cosℎ
或者cosℎ<sinℎ
ℎ
<1
根据两倍角余弦公式:
0<1−
ℎ
sinℎ
<1−cosℎ=2sin²ℎ
2
≤2(
ℎ
2
)
2
由于:
lim ℎ→00=0且lim
ℎ→0
ℎ²
2
=0
根据夹逼准则,有:
lim ℎ→0(1−
sinℎ
ℎ
)=0即lim
ℎ→0
sinℎ
ℎ
=1
对于极限:
lim ℎ→0cosℎ−1
ℎ
可进行如下变形:
lim ℎ→0cosℎ−1
ℎ
=lim
ℎ→0
(cosℎ−1)(cosℎ+1)
ℎ(cosℎ+1)
=lim
ℎ→0
−sin²ℎ
ℎ(cosℎ+1)
=lim
ℎ→0
sinℎ
ℎ
·
−sinℎ
cosℎ+1
=lim
ℎ→0
sinℎ
ℎ
·lim
ℎ→0
−sinℎ
cosℎ+1
=1×0=0
代入上式,得:
(sin x)′=sinx·lim
ℎ→0cosℎ−1
ℎ
+cosx·lim
ℎ→0
sinℎ
ℎ
=sinx×0+cosx×1=cosx
接下来是三角函数的积分.既然已经有了微分和导数,积分将十分简单.积分就是微分和导数的逆运算.
但是,因为(sinx+1)'=cosx,而(sinx+4)'=cosx,sinx加上任意常数,对其求导,最后求得都是cosx.括号中的,谓之cosx的原函数,那么cosx的所有原函数,谓之cosx的不定
积分.如果常数用C表示,积分符号是∫,则:∫cosxdx=sinx+C.
不定积分并没有定下范围,也就不可求从何到何的面积(积分其实就是在
求面积),所以是“不定”的.
那么定积分就是指限定一个范围内对于这个函数求面积。
比如说,如果是
这样一个式子,积分号上端是π/2,下端是0,也就是求f(x)=sinx在区间[0,π/2]的面积,也就是求f(x)=sinx 在区间[0,π/2]的面积。
根据牛顿-莱布尼茨公式,可得:
∫sinxdx=(−cos π
2
)−(cos0)=1
π
2
根据函数的图像可知,当积分上限是π,积分下限是π/2时亦是如此.如果规定坐标轴上端的区域面积是正的,坐标轴下端的面积是负的,那么,y=sinx从在[0,2π]
区间内的积分是0;由y=cosx的图像可知,这个答案也是0.
接下来是三角函数的正交性.所谓正交性,就是指一个函数
中完全不包括另一个函数的成分.如何来判断“包含”这个“成
分”到什么程度,众所周知的方法是对两个函数的成绩求积分.
如果积分的结果为0,说明两个函数正交.
三角函数的周期是2kπ,一个周期是2π,积分上限取2π,
积分下限取π.可根据函数的图像.图左图,是y=sin²x的图像.由图像,得:
∫sin²xdx=
2π
π−0=π≠0
所以,y=sinx与y=sinx不正交.
如右图,是y=cosx·sinx的图像.据此可求:
∫cosxsinxdx=
2π
所以,y=cosx与y=sinx正交.
再如左图,是y=2cos3x·sinx的图像.由此求得:
∫2cos3x·sinxdx=0
2π
所以,y=2cos3x与y=sinx正交.
如右图,是y=3sin2x·sinx的图像.由此求得:
∫3sin2x·sinxdx=0
2π
所以,y=3sin2x与y=sinx正交.
由此,我们可以归纳出正弦与余弦函数的正交性:
{∫sinnx·cosmx{m=n→0
m≠n→0 2π
∫sinnx·sinmx{
m=n→π
m≠n→0 2π
∫cosnx·cosmx 2π
0{
m=n→πm≠n→0
三角函数除了和自身以外的任何正弦与余弦函数相乘后求积分,结果一定为0,也就是说,三角函数之间都是正交的.那么,为什么在函数和函数的关系中要使用“正交性”这个词
呢?看看矢量的情况就容易理解了.
如图一,a⃗与b⃗ 以60°相交;图二中,c与b⃗ 以90°相交,三个向量的值都是
2.在两个图中,分别过A点和C点向b⃗ 上作投影,可以得到投影的长度为:
l=|a⃗|cos∠A(C)OB
图一中,这个值为1,也就是说a⃗含有|a⃗|的一半的b⃗ 的成分;图二中,该值
为0.图二中,因为投影的长度为0,也就是说c完全不含有b⃗ 的成分。
这时称两
个向量正交.
向量(矢量)的定义是用箭头表示的具有大小和方向的量,于此相对的,只有大小而无方向的量叫做数量(标量).引入内积的概念来描述两个向量的关系.
如果两个向量的夹角是α,a的长度是|a|,b⃗ 的长度是|b⃗ |,那么两者的内积表述如下:
(a·b⃗)=|a||b⃗|cosα
图一中,内积为2;图二中,内积为0. 如果内积的计算结果是0,也就是α=90°时,这两个向量之间互相没有包含的成分,即无关.也就是说,两个向量内积为0时,两个向量是正交的.将各个向量的x成分和y成分分别相乘之后相加,亦可求得内积值.
如果将此概念拓展,衍伸到函数的正交性,就相当于“函数的内积”,即将函数的各成分分别相乘之后进行积分.由此,亦能得到,当两个函数的“内积”为0时,两个函数无关,亦称两个函数正交.。