sincostan 公式三者之间最基础的关联是 tan 等于 sin 除以 cos,同时还有平方关系 sin 平方加 cos 平方等于 1,这两组是最核心的恒等式,也是三角函数互相换算的根本依据。之所以存在这套关联,是因为三个函数全部来自同一个直角三角形边长比值,sin 是对边比斜边,cos 是邻边比斜边,tan 是对边比邻边,把 sin 除以 cos 的时候斜边就会抵消,自然得到对边比邻边也就是 tan。而平方关系来自勾股定理,对边平方加邻边平方等于斜边平方,等式两边同时除以斜边平方,就能推导出 sin 平方加 cos 平方等于 1。学习的时候不能只背这两个公式,还要理解符号判断,因为知道 sin 的值之后,cos 会有正负两种可能性,这个正负由角所在象限决定,这也是考试高频易错点,很多同学算出数值之后忘记判断象限,直接取正数,最后答案出错。掌握三者关系之后,只要知道其中任意一个函数值,就可以求出剩下两个函数的值,还能用来化简三角表达式,证明三角恒等式。
核心恒等式清单
1 商数关系 tanα = sinα ÷ cosα
这个就是 sincostan 三者最直接的比值关系,成立前提是 cosα 不等于 0,也就是角度不能等于 90 度 270 度这类,cos 为零的时候 tan 没有定义
2 平方关系 sin²α + cos²α = 1
由勾股定理推导得到,对任意角度都成立,没有定义域限制
3 变形公式
cosα = sinα ÷ tanα
sinα = tanα × cosα
sin²α = 1 - cos²α
cos²α = 1 - sin²α
三者关系对照表
| 关系类型 | 公式 | 推导来源 | 限制条件 |
|---|---|---|---|
| 商数关系 | tanα=sinα/cosα | 边长比值相除抵消斜边 | cosα 不能等于 0 |
| 平方关系 | sin²α+cos²α=1 | 勾股定理 | 全部角度都适用 |
已知一个函数求另外两个的计算步骤
1 先确定角 α 所在象限,这个步骤决定最终结果的正负号
2 如果已知 sinα,先用平方关系算出 cos²α,开方之后根据象限选择正负
3 再代入商数关系,用 sinα 除以 cosα,得到 tanα
4 如果已知 tanα,结合平方关系联立方程组,求出 sinα 和 cosα
5 如果已知 cosα,先用平方关系求出 sin²α,开方按象限定正负,再求 tanα
拓展补充说明
这组基础关系是后续所有三角恒等变换的根基,二倍角公式 诱导公式 万能公式,全部都是从这两个基础恒等式延伸出来的。做题的时候经常会遇到分式化简,看到 sin 除以 cos,就可以直接替换成 tan,看到 sin 平方加 cos 平方就可以替换成 1,达到简化算式的效果。还要注意,这个关系对锐角成立,推广到任意角之后,依然成立,只是边长比值变成单位圆坐标定义,逻辑本质没有改变。
【常见问题】
问题 1 sincostan 公式三者之间的关系里面,为什么 cos 等于 0 的时候 tan 就不存在
回答 1 sincostan 公式三者之间的关系里 tan 等于 sin 除以 cos,除数不能是 0,一旦 cos 等于 0,除法运算没有意义,所以此时 tan 不存在,这是商数关系自带的定义域限制。
问题 2 sincostan 公式三者之间的关系,知道 sin 能不能直接确定 cos 唯一数值
回答 2 sincostan 公式三者之间的关系里,通过平方关系只能算出 cos 的绝对值,cos 有正负两种可能,必须结合角度所在象限,才能确定 cos 最终的正负,不能直接认定唯一正数。
问题 3 sincostan 公式三者之间的关系,是不是只在锐角三角形里面有效
回答 3 sincostan 公式三者之间的关系并不是只在锐角里面有效,推广到任意角之后,单位圆定义下,商数关系和平方关系依然成立,只是需要继续按照象限判断函数值正负。
【免责申明】
本内容仅用于中学三角函数学习参考,属于基础恒等关系,高等三角拓展还有更多衍生公式,解题请结合题目象限条件,本内容不覆盖全部复杂综合题型,结果请自行核验。


