倍角公式
二倍角
sin2α=2cosαsinα=2tanα/(1+tan²α)
cos2α=cos²α-sin²α=1-2sin²α=2cos²α-1
tan2α=2tanα/[1-(tanα)²][1]
二倍角變式
sin2α=sin^2(α+π/4)-cos^2(α+π/4)=2sin^2(a+π/4)-1=1-2cos^2(α+π/4);
cos2α=2sin(α+π/4)cos(α+π/4)
三倍角
sin3α=3sinα-4sin³α
cos3α=4cos³α-3cosα
tan3α=(3tanα-tan³α)/(1-3tan²α)
sin3α=4sinα×sin(π/3-α)sin(π/3+α)
cos3α=4cosα×cos(π/3-α)cos(π/3+α)
tan3α=tanα×tan(π/3-α)tan(π/3+α)
n倍角
根據歐拉公式(cosθ+i·sinθ)^n=cosnθ+i·sinnθ(註:sinθ前的i是虛數單位,即-1開方)
將左邊用二項式定理展開分別整理實部和虛部可以得到下面兩組公式
sin(nα)=ncos^(n-1)α·sinα-C(n,3)cos^(n-3)α·sin^3α+C(n,5)cos^(n-5)α·sin^5α-…
cos(nα)=cos^nα-C(n,2)cos^(n-2)α·sin^2α+C(n,4)cos^(n-4)α·sin^4α
輔助角
Asinα+Bcosα=√(A^2+B^2)sin[α+arctan(B/A)]
Asinα+Bcosα=√(A^2+B^2)cos[α-arctan(A/B)]
半角公式
sin(α/2)=±√[(1-cosα)/2]
cos(α/2)=±√[(1+cosα)/2]
tan(α/2)=±√[(1-sinα)/(1+sinα)]=cosα/(1+cosα)=(1-cosα)/sinα=cscα-cotα
cot(α/2)=±√[(1+cosα)/(1-cosα)]=(1+cosα)/sinα=sinα/(1-cosα)=cscα+cotα
sec(α/2)=±√[(2secα/(secα+1)]
csc(α/2)=±√[(2secα/(secα-1)]
半倍角
sin²(α/2)=(1-cosα)/2
cos²(α/2)=(1+cosα)/2
tan²(α/2)=(1-cosα)/(1+cosα)
tan(α/2)=sinα/(1+cosα)=(1-cosα)/sinα
半角變形
sin²(α/2)=(1-cosα)/2
sin(a/2)=√[(1-cosα)/2](a/2在一、二象限)
或=-√[(1-cosα)/2](a/2在三、四象限)
cos²(α/2)=(1+cosα)/2
cos(a/2)=√[(1+cosα)/2](a/2在一、四象限)
或=-√[(1+cosα)/2](a/2在二、三象限)
tan²(α/2)=(1-cosα)/(1+cosα)
tan(α/2)=sinα/(1+cosα)=(1-cosα)/sinα=√[(1-cosα)/(1+cosα)](a/2在一、三象限)
或=-√[(1-cosα)/(1+cosα)](a/2在二、四象限)。
誘導公式
sin(2kπ+α)=sinα
cos(2kπ+α)=cosα
tan(kπ+α)=tanα
cot(2kπ+α)=cotα
sec(2kπ+α)=secα
csc(2kπ+α)=cscα
sin(π+α)=-sinα
cos(π+α)=-cosα
tan(π+α)=tanα
cot(π+α)=cotα
sec(π+α)=-secα
csc(π+α)=-cscα
sin(-α)=-sinα
cos(-α)=cosα
tan(-α)=-tanα
cot(-α)=-cotα
sec(-α)=secα
csc(-α)=-cscα
sin(π-α)=sinα
cos(π-α)=-cosα
tan(π-α)=-tanα
cot(π-α)=-cotα
sec(π-α)=-secα
csc(π-α)=cscα
sin(α-π)=-sinα
cos(α-π)=-cosα
tan(α-π)=tanα
cot(α-π)=cotα
sec(α-π)=-secα
csc(α-π)=-cscα
sin(2π-α)=-sinα
cos(2π-α)=cosα
tan(2π-α)=-tanα
cot(2π-α)=-cotα
sec(2π-α)=secα
csc(2π-α)=-cscα
sin(π/2+α)=cosα
cos(π/2+α)=-sinα
tan(π/2+α)=-cotα
cot(π/2+α)=-tanα
sec(π/2+α)=-cscα
csc(π/2+α)=secα
sin(π/2-α)=cosα
cos(π/2-α)=sinα
tan(π/2-α)=cotα
cot(π/2-α)=tanα
sec(π/2-α)=cscα
csc(π/2-α)=secα
sin(3π/2+α)=-cosα
cos(3π/2+α)=sinα
tan(3π/2+α)=-cotα
cot(3π/2+α)=-tanα
sec(3π/2+α)=cscα
csc(3π/2+α)=-secα
sin(3π/2-α)=-cosα
cos(3π/2-α)=-sinα
tan(3π/2-α)=cotα
cot(3π/2-α)=tanα
sec(3π/2-α)=-cscα
csc(3π/2-α)=-secα
2cos²α-1=1-2sin²α
sin²a+cos²a=1
sina/cosa=tana。
恆等變形
tan(a+π/4)=(tana+1)/(1-tana)
tan(a-π/4)=(tana-1)/(1+tana)
asinx+bcosx=[√(a²+b²)]{[a/√(a²+b²)]sinx+[b/√(a²+b²)]cosx}=[√(a²+b²)]sin(x+y)【輔助角公式,其中tany=b/a,或者說sinx=b/[√(a²+b²)],cosx=a/[√(a²+b²)]】
設A,B,C是三角形的三個內角
tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC
cotAcotB+cotBcotC+cotCcotA=1
(cosA)^2+(cosB)^2+(cosC)^2+2cosAcosBcosC=1
sin2A+sin2B+sin2C=4sinAsinBsinC
sinA+sinB+sinC=4cos(A/2)cos(B/2)cos(C/2)。
萬能代換
半角的正弦、餘弦和正切公式(降冪擴角公式)。積化和差
sinα·cosβ=(1/2)[sin(α+β)+sin(α-β)]
cosα·sinβ=(1/2)[sin(α+β)-sin(α-β)]
cosα·cosβ=(1/2)[cos(α+β)+cos(α-β)]
sinα·sinβ=-(1/2)[cos(α+β)-cos(α-β)](註:留意最前面是負號)。
內角公式
設A,B,C是三角形的三個內角
sinA+sinB+sinC=4cos(A/2)cos(B/2)cos(C/2)
cosA+cosB+cosC=1+4sin(A/2)sin(B/2)sin(C/2)
tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC
cot(A/2)+cot(B/2)+cot(C/2)=cot(A/2)cot(B/2)cot(C/2)
tan(A/2)tan(B/2)+tan(B/2)tan(C/2)+tan(C/2)tan(A/2)=1
cotAcotB+cotBcotC+cotCcotA=1
(cosA)^2+(cosB)^2+(cosC)^2+2cosAcosBcosC=1
sin2A+sin2B+sin2C=4sinAsinBsinC。
證明方法
首先,在三角形ABC中,角A,B,C所對邊分別為a,b,c若A,B均為銳角,則在三角形ABC中,過C作AB邊垂線交AB於D由CD=asinB=bsinA(做另兩邊的垂線,同理)可證明正弦定理:a/sinA=b/sinB=c/sinC於是有:AD+BD=cAD=bcosA,BD=acosBAD+BD=c代入正弦定理,可得sinC=sin(180-C)=sin(A+B)=sinAcosB+sinBcosA即在A,B均為銳角的情況下,可證明正弦和的公式。利用正弦和餘弦的定義及周期性,可證明該公式對任意角成立。於是有cos(A+B)=sin(90-A-B)=sin(90-A)cos(-B)+cos(90-A)sin(-B)=cosAcosB-sinAsinB由此求得以上全部公式。