Запросы «sin» и «синус» перенаправляются сюда; у терминов
sin и
синус есть также другие значения.
Рис. 1. Графики тригонометрических функций: синуса , косинуса , тангенса , котангенса , секанса , косеканса
Тригонометри́ческие фу́нкции — элементарные функции [ 1] , которые исторически возникли при рассмотрении прямоугольных треугольников и выражали зависимости длин сторон этих треугольников от острых углов при гипотенузе (или, что равнозначно, зависимость хорд и высот от центрального угла дуги в круге ). Эти функции нашли широкое применение в самых разных областях науки. По мере развития математики определение тригонометрических функций было расширено, в современном понимании их аргументом может быть произвольное вещественное или комплексное число .
Раздел математики, изучающий свойства тригонометрических функций, называется тригонометрией .
К тригонометрическим функциям традиционно причисляют:
прямые тригонометрические функции:
синус (
sin
x
{\displaystyle \sin x}
);
косинус (
cos
x
{\displaystyle \cos x}
);
производные тригонометрические функции:
тангенс
(
t
g
x
=
sin
x
cos
x
)
{\displaystyle \left(\mathrm {tg} \,x={\frac {\sin x}{\cos x}}\right)}
;
котангенс
(
c
t
g
x
=
cos
x
sin
x
)
{\displaystyle \left(\mathrm {ctg} \,x={\frac {\cos x}{\sin x}}\right)}
;
секанс
(
sec
x
=
1
cos
x
)
{\displaystyle \left(\sec x={\frac {1}{\cos x}}\right)}
;
косеканс
(
c
o
s
e
c
x
=
1
sin
x
)
{\displaystyle \left(\mathrm {cosec} \,x={\frac {1}{\sin x}}\right)}
;
обратные тригонометрические функции :
арксинус, арккосинус, арктангенс, арккотангенс, арксеканс и арккосеканс.
В типографике литературы на разных языках сокращённое обозначение тригонометрических функций различно, например, в англоязычной литературе тангенс, котангенс и косеканс обозначаются
tan
x
{\displaystyle \tan x}
,
cot
x
{\displaystyle \cot x}
,
csc
x
{\displaystyle \csc x}
. До Второй мировой войны в Германии и во Франции эти функции обозначались так же, как принято в русскоязычных текстах[ 2] , но потом в литературе на языках этих стран был принят англоязычный вариант записи тригонометрических функций.
Кроме этих шести широко известных тригонометрических функций, иногда в литературе используются некоторые редко используемые тригонометрические функции (версинус и т. д.).
Синус и косинус вещественного аргумента представляют собой периодические, непрерывные и бесконечно дифференцируемые вещественнозначные функции. Остальные четыре функции на вещественной оси также вещественнозначны, периодичны и бесконечно дифференцируемы, за исключением счётного числа разрывов второго рода : у тангенса и секанса в точках
±
π
n
+
π
2
{\displaystyle \pm \pi n+{\frac {\pi }{2}}}
, а у котангенса и косеканса — в точках
±
π
n
{\displaystyle \pm \pi n}
.
Графики тригонометрических функций показаны на рис. 1.
Рис. 2. Определение тригонометрических функций
Обычно тригонометрические функции определяются геометрически[ 3] . В декартовой системе координат на плоскости построим окружность единичного радиуса (
R
=
1
{\displaystyle R=1}
) с центром в начале координат
O
{\displaystyle O}
. Всякий угол станем рассматривать как поворот от положительного направления оси абсцисс до некоторого луча
O
B
{\displaystyle OB}
(точку
B
{\displaystyle B}
выбираем на окружности), при этом направление поворота против часовой стрелки считаем положительным, а по часовой стрелке — отрицательным. Абсциссу точки
B
{\displaystyle B}
обозначим
x
B
{\displaystyle x_{B}}
, а ординату —
y
B
{\displaystyle y_{B}}
(рис. 2).
Рис. 3. Численные значения тригонометрических функций угла
α
{\displaystyle \alpha }
в тригонометрической окружности с радиусом, равным единице
Синусом угла
α
{\displaystyle \alpha }
называется ордината точки
M
α
{\displaystyle M_{\alpha }}
единичной окружности, где
(
⋅
)
M
α
{\displaystyle {\left(\cdot \right)}M_{\alpha }}
получается поворотом
(
⋅
)
M
0
{\displaystyle {\left(\cdot \right)}M_{0}}
на угол
α
{\displaystyle \alpha }
в положительном направлении (против часовой стрелки), если
α
>
0
{\displaystyle \alpha >0}
, и в отрицательном (по часовой стрелке), если
α
<
0
{\displaystyle \alpha <0}
.
Косинусом угла
α
{\displaystyle \alpha }
называется абсцисса точки
M
α
{\displaystyle M_{\alpha }}
единичной окружности, где
(
⋅
)
M
α
{\displaystyle {\left(\cdot \right)}M_{\alpha }}
получается поворотом
(
⋅
)
M
0
{\displaystyle {\left(\cdot \right)}M_{0}}
на угол
α
{\displaystyle \alpha }
в положительном направлении (против часовой стрелки), если
α
>
0
{\displaystyle \alpha >0}
, и в отрицательном (по часовой стрелке), если
α
<
0
{\displaystyle \alpha <0}
.
Тангенсом угла
α
{\displaystyle \alpha }
называется отношение ординаты точки
M
α
{\displaystyle M_{\alpha }}
единичной окружности к её абсциссе, причём точка
M
α
{\displaystyle M_{\alpha }}
не принадлежит оси ординат.
Котангенсом угла
α
{\displaystyle \alpha }
называется отношение абсциссы точки
M
α
{\displaystyle M_{\alpha }}
единичной окружности к её ординате, причём точка
M
α
{\displaystyle M_{\alpha }}
не принадлежит оси абсцисс[ 4] .
Таким образом, определения тригонометрических функций выглядят следующим образом:
sin
α
=
y
B
{\displaystyle \sin \alpha =y_{B}}
,
cos
α
=
x
B
{\displaystyle \cos \alpha =x_{B}}
;
tg
α
=
y
B
x
B
{\displaystyle \operatorname {tg} \alpha ={\frac {y_{B}}{x_{B}}}}
,
ctg
α
=
x
B
y
B
{\displaystyle \operatorname {ctg} \alpha ={\frac {x_{B}}{y_{B}}}}
;
sec
α
=
1
x
B
{\displaystyle \sec \alpha ={\frac {1}{x_{B}}}}
,
cosec
α
=
1
y
B
{\displaystyle \operatorname {cosec} \alpha ={\frac {1}{y_{B}}}}
.
Нетрудно видеть, что такое определение также основывается на отношениях прямоугольного треугольника, с тем отличием, что учитывается знак (
±
1
{\displaystyle \pm 1}
). Поэтому тригонометрические функции можно определить и по окружности произвольного радиуса
R
{\displaystyle R}
, однако формулы придётся нормировать. На рис. 3 показаны величины тригонометрических функций для единичной окружности .
В тригонометрии удобным оказывается вести счёт углов не в градусной мере, а в радианной . Так, угол в
360
∘
{\displaystyle 360^{\circ }}
запишется длиной единичной окружности
2
π
{\displaystyle 2\pi }
. Угол в
180
∘
{\displaystyle 180^{\circ }}
равен, соответственно
π
{\displaystyle \pi }
и так далее. Заметим, что угол на
2
π
{\displaystyle 2\pi }
отличающийся от
α
{\displaystyle \alpha }
по рисунку эквивалентен
α
{\displaystyle \alpha }
, вследствие чего заключим, что тригонометрические функции периодичны.
Наконец, определим тригонометрические функции вещественного числа
x
{\displaystyle x}
тригонометрическими функциями угла, радианная мера которого равна
x
{\displaystyle x}
.
Рис. 4. Тригонометрические функции острого угла
Определение тангенса. Марка СССР 1961 года
В геометрии тригонометрические функции острого угла определяются отношениями сторон прямоугольного треугольника [ 5] . Пусть
△
A
O
B
{\displaystyle \triangle AOB}
— прямоугольный (угол
∠
A
{\displaystyle \angle A}
прямой), с острым углом
∠
A
O
B
=
α
{\displaystyle \angle AOB=\alpha }
и гипотенузой
O
B
{\displaystyle OB}
. Тогда:
sin
α
=
A
B
O
B
{\displaystyle \sin \alpha ={\frac {AB}{OB}}}
(синусом угла
α
{\displaystyle \alpha }
называется отношение противолежащего катета к гипотенузе ). Синус можно рассматривать как «коэффициент сжатия» длины отрезка при наблюдении за ним под углом, то есть насколько укорачивается проекция отрезка при его наклоне на определённый угол[ 6] .
cos
α
=
O
A
O
B
{\displaystyle \cos \alpha ={\frac {OA}{OB}}}
(косинусом угла
α
{\displaystyle \alpha }
называется отношение прилежащего катета к гипотенузе );
t
g
α
=
A
B
O
A
{\displaystyle \mathrm {tg} \,\alpha ={\frac {AB}{OA}}}
(тангенсом угла
α
{\displaystyle \alpha }
называется отношение противолежащего катета к прилежащему). Тангенс можно рассматривать как масштабирующий коэффициент или коэффициент сравнения: насколько противолежащий катет больше прилежащего. Если тангенс равен 1, то катеты равны. Данное свойство используется в математическом анализе в определении производной: насколько изменение единицы измерения ординаты больше изменения единицы измерения абсциссы. Если тангенс равен 1, то изменения единиц измерения равны. В геометрии тангенс является безразмерной величиной (длина противолежащего катета ∕ длина прилежащего катета, м ∕ м), но применительно к вычислению производной тангенс может иметь размерность, например, скорость тела есть путь ∕ время, то есть м ∕ с.
c
t
g
α
=
O
A
A
B
{\displaystyle \mathrm {ctg} \,\alpha ={\frac {OA}{AB}}}
(котангенсом угла
α
{\displaystyle \alpha }
называется отношение прилежащего катета к противолежащему);
s
e
c
α
=
O
B
O
A
{\displaystyle \mathrm {sec} \,\alpha ={\frac {OB}{OA}}}
(секансом угла
α
{\displaystyle \alpha }
называется отношение гипотенузы к прилежащему катету ) .
c
o
s
e
c
α
=
O
B
A
B
{\displaystyle \mathrm {cosec} \,\alpha ={\frac {OB}{AB}}}
(косекансом угла
α
{\displaystyle \alpha }
называется отношение гипотенузы к противолежащему катету ).
Данное определение имеет некоторое методическое преимущество, так как не требует введения понятия системы координат, но также и такой крупный недостаток, что невозможно определить тригонометрические функции даже для тупых углов, которые необходимо знать при решении элементарных задач о тупоугольных треугольниках. (См.: теорема синусов , теорема косинусов ).
Синус и косинус можно определить как единственные функции, вторые производные которых равны самим функциям, взятым со знаком минус:
(
cos
x
)
″
=
−
cos
x
,
{\displaystyle \ \left(\cos x\right)''=-\cos x,}
(
sin
x
)
″
=
−
sin
x
.
{\displaystyle \ \left(\sin x\right)''=-\sin x.}
То есть задать их как чётное (косинус) и нечётное (синус) решения дифференциального уравнения
d
2
d
φ
2
R
(
φ
)
=
−
R
(
φ
)
,
{\displaystyle {\frac {d^{2}}{d\varphi ^{2}}}R(\varphi )=-R(\varphi ),}
с дополнительными условиями:
R
(
0
)
=
1
{\displaystyle R(0)=1}
для косинуса и
R
′
(
0
)
=
1
{\displaystyle R'(0)=1}
для синуса.
Из приведённых решений следует важный вывод для теории радиотехнических цепей: синусоидальный сигнал не искажает свою форму при прохождении по RCL-цепям, искажаются только амплитуда и фаза. Подобным свойством обладает экспонента, но она не является периодической функцией.[значимость факта? ]
Функции косинус и синус можно определить как решения (
f
{\displaystyle f}
и
g
{\displaystyle g}
соответственно) системы функциональных уравнений [ 7] :
{
f
(
x
+
y
)
=
f
(
x
)
f
(
y
)
−
g
(
x
)
g
(
y
)
g
(
x
+
y
)
=
g
(
x
)
f
(
y
)
+
f
(
x
)
g
(
y
)
{\displaystyle \left\{{\begin{array}{rcl}f(x+y)&=&f(x)f(y)-g(x)g(y)\\g(x+y)&=&g(x)f(y)+f(x)g(y)\end{array}}\right.}
при дополнительных условиях:
f
(
x
)
2
+
g
(
x
)
2
=
1
,
{\displaystyle f(x)^{2}+g(x)^{2}=1,}
g
(
π
/
2
)
=
1
,
{\displaystyle g(\pi /2)=1,}
и
0
<
g
(
x
)
<
1
{\displaystyle 0<g(x)<1}
при
0
<
x
<
π
/
2
{\displaystyle 0<x<\pi /2}
.
Используя геометрию и свойства пределов, можно доказать, что производная синуса равна косинусу, и что производная косинуса равна минус синусу. Тогда можно воспользоваться теорией рядов Тейлора и представить синус и косинус в виде степенны́х рядов:
sin
x
=
x
−
x
3
3
!
+
x
5
5
!
−
x
7
7
!
+
x
9
9
!
−
⋯
=
∑
n
=
0
∞
(
−
1
)
n
x
2
n
+
1
(
2
n
+
1
)
!
,
{\displaystyle \sin x=x-{\frac {x^{3}}{3!}}+{\frac {x^{5}}{5!}}-{\frac {x^{7}}{7!}}+{\frac {x^{9}}{9!}}-\cdots =\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(-1)^{n}x^{2n+1}}{(2n+1)!}},}
cos
x
=
1
−
x
2
2
!
+
x
4
4
!
−
x
6
6
!
+
x
8
8
!
−
⋯
=
∑
n
=
0
∞
(
−
1
)
n
x
2
n
(
2
n
)
!
.
{\displaystyle \cos x=1-{\frac {x^{2}}{2!}}+{\frac {x^{4}}{4!}}-{\frac {x^{6}}{6!}}+{\frac {x^{8}}{8!}}-\cdots =\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(-1)^{n}x^{2n}}{(2n)!}}.}
Пользуясь этими формулами, а также равенствами
tg
x
=
sin
x
cos
x
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \,x={\frac {\sin x}{\cos x}},}
ctg
x
=
cos
x
sin
x
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,x={\frac {\cos x}{\sin x}},}
sec
x
=
1
cos
x
{\displaystyle \sec x={\frac {1}{\cos x}}}
и
cosec
x
=
1
sin
x
,
{\displaystyle \operatorname {cosec} \,x={\frac {1}{\sin x}},}
можно найти разложения в ряд и других тригонометрических функций:
tg
x
=
x
+
1
3
x
3
+
2
15
x
5
+
17
315
x
7
+
62
2835
x
9
+
⋯
=
∑
n
=
1
∞
2
2
n
(
2
2
n
−
1
)
|
B
2
n
|
(
2
n
)
!
x
2
n
−
1
(
−
π
2
<
x
<
π
2
)
,
{\displaystyle {\operatorname {tg} \,x=x+{\frac {1}{3}}\,x^{3}+{\frac {2}{15}}\,x^{5}+{\frac {17}{315}}\,x^{7}+{\frac {62}{2835}}\,x^{9}+\cdots =\sum _{n=1}^{\infty }{\frac {2^{2n}(2^{2n}-1)|B_{2n}|}{(2n)!}}x^{2n-1}\quad \left(-{\frac {\pi }{2}}<x<{\frac {\pi }{2}}\right),}}
ctg
x
=
1
x
−
x
3
−
x
3
45
−
2
x
5
945
−
x
7
4725
−
⋯
=
1
x
−
∑
n
=
1
∞
2
2
n
|
B
2
n
|
(
2
n
)
!
x
2
n
−
1
(
−
π
<
x
<
π
)
,
{\displaystyle {\operatorname {ctg} \,x={\frac {1}{x}}-{\frac {x}{3}}-{\frac {x^{3}}{45}}-{\frac {2x^{5}}{945}}-{\frac {x^{7}}{4725}}-\cdots ={\frac {1}{x}}-\sum _{n=1}^{\infty }{\frac {2^{2n}|B_{2n}|}{(2n)!}}\,x^{2n-1}\quad \left(-\pi <x<\pi \right),}}
sec
x
=
1
+
1
2
x
2
+
5
24
x
4
+
61
720
x
6
+
277
8064
x
8
+
⋯
=
∑
n
=
0
∞
|
E
n
|
(
2
n
)
!
x
2
n
,
(
−
π
2
<
x
<
π
2
)
,
{\displaystyle {\sec x=1+{\frac {1}{2}}\,x^{2}+{\frac {5}{24}}\,x^{4}+{\frac {61}{720}}\,x^{6}+{\frac {277}{8064}}\,x^{8}+\cdots =\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {|E_{n}|}{(2n)!}}\,x^{2n},\quad \left(-{\frac {\pi }{2}}<x<{\frac {\pi }{2}}\right),}}
cosec
x
=
1
x
+
1
6
x
+
7
360
x
3
+
31
15120
x
5
+
127
604800
x
7
+
⋯
=
1
x
+
∑
n
=
1
∞
2
(
2
2
n
−
1
−
1
)
|
B
2
n
|
(
2
n
)
!
x
2
n
−
1
(
−
π
<
x
<
π
)
,
{\displaystyle \operatorname {cosec} x={\frac {1}{x}}+{\frac {1}{6}}\,x+{\frac {7}{360}}\,x^{3}+{\frac {31}{15120}}\,x^{5}+{\frac {127}{604800}}\,x^{7}+\cdots ={\frac {1}{x}}+\sum _{n=1}^{\infty }{\frac {2(2^{2n-1}-1)|B_{2n}|}{(2n)!}}\,x^{2n-1}\quad \left(-\pi <x<\pi \right),}
где
B
n
{\displaystyle B_{n}}
— числа Бернулли ,
E
n
{\displaystyle E_{n}}
— числа Эйлера .
Значения синуса, косинуса, тангенса, котангенса, секанса и косеканса для некоторых углов приведены в таблице. («
∞
{\displaystyle \infty }
» означает, что функция в указанной точке не определена, а в её окрестности стремится к бесконечности ).
Значения косинуса и синуса на окружности
Радианы
0
{\displaystyle 0}
π
6
{\displaystyle {\frac {\pi }{6}}}
π
4
{\displaystyle {\frac {\pi }{4}}}
π
3
{\displaystyle {\frac {\pi }{3}}}
π
2
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}}
π
{\displaystyle \pi }
3
π
2
{\displaystyle {\frac {3\pi }{2}}}
2
π
{\displaystyle 2\pi }
Градусы
0
∘
{\displaystyle 0^{\circ }}
30
∘
{\displaystyle 30^{\circ }}
45
∘
{\displaystyle 45^{\circ }}
60
∘
{\displaystyle 60^{\circ }}
90
∘
{\displaystyle 90^{\circ }}
180
∘
{\displaystyle 180^{\circ }}
270
∘
{\displaystyle 270^{\circ }}
360
∘
{\displaystyle 360^{\circ }}
sin
α
{\displaystyle \sin \alpha }
0
{\displaystyle 0}
1
2
{\displaystyle {\frac {1}{2}}}
2
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2}}{2}}}
3
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{2}}}
1
{\displaystyle 1}
0
{\displaystyle 0}
−
1
{\displaystyle -1}
0
{\displaystyle 0}
cos
α
{\displaystyle \cos \alpha }
1
{\displaystyle 1}
3
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{2}}}
2
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2}}{2}}}
1
2
{\displaystyle {\frac {1}{2}}}
0
{\displaystyle 0}
−
1
{\displaystyle -1}
0
{\displaystyle 0}
1
{\displaystyle 1}
tg
α
{\displaystyle \operatorname {tg} \,\alpha }
0
{\displaystyle 0}
3
3
{\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{3}}}
1
{\displaystyle 1}
3
{\displaystyle {\sqrt {3}}}
∞
{\displaystyle \infty }
0
{\displaystyle 0}
∞
{\displaystyle \infty }
0
{\displaystyle 0}
ctg
α
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,\alpha }
∞
{\displaystyle \infty }
3
{\displaystyle {\sqrt {3}}}
1
{\displaystyle 1}
3
3
{\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{3}}}
0
{\displaystyle 0}
∞
{\displaystyle \infty }
0
{\displaystyle 0}
∞
{\displaystyle \infty }
sec
α
{\displaystyle \sec \alpha }
1
{\displaystyle 1}
2
3
3
{\displaystyle {\frac {2{\sqrt {3}}}{3}}}
2
{\displaystyle {\sqrt {2}}}
2
{\displaystyle 2}
∞
{\displaystyle \infty }
−
1
{\displaystyle -1}
∞
{\displaystyle \infty }
1
{\displaystyle 1}
cosec
α
{\displaystyle \operatorname {cosec} \,\alpha }
∞
{\displaystyle \infty }
2
{\displaystyle 2}
2
{\displaystyle {\sqrt {2}}}
2
3
3
{\displaystyle {\frac {2{\sqrt {3}}}{3}}}
1
{\displaystyle 1}
∞
{\displaystyle \infty }
−
1
{\displaystyle -1}
∞
{\displaystyle \infty }
Радианы
2
π
3
{\displaystyle {\frac {2\pi }{3}}}
3
π
4
{\displaystyle {\frac {3\pi }{4}}}
5
π
6
{\displaystyle {\frac {5\pi }{6}}}
7
π
6
{\displaystyle {\frac {7\pi }{6}}}
5
π
4
{\displaystyle {\frac {5\pi }{4}}}
4
π
3
{\displaystyle {\frac {4\pi }{3}}}
5
π
3
{\displaystyle {\frac {5\pi }{3}}}
7
π
4
{\displaystyle {\frac {7\pi }{4}}}
11
π
6
{\displaystyle {\frac {11\pi }{6}}}
Градусы
120
∘
{\displaystyle 120^{\circ }}
135
∘
{\displaystyle 135^{\circ }}
150
∘
{\displaystyle 150^{\circ }}
210
∘
{\displaystyle 210^{\circ }}
225
∘
{\displaystyle 225^{\circ }}
240
∘
{\displaystyle 240^{\circ }}
300
∘
{\displaystyle 300^{\circ }}
315
∘
{\displaystyle 315^{\circ }}
330
∘
{\displaystyle 330^{\circ }}
sin
α
{\displaystyle \sin \alpha }
3
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{2}}}
2
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2}}{2}}}
1
2
{\displaystyle {\frac {1}{2}}}
−
1
2
{\displaystyle -{\frac {1}{2}}}
−
2
2
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {2}}{2}}}
−
3
2
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {3}}{2}}}
−
3
2
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {3}}{2}}}
−
2
2
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {2}}{2}}}
−
1
2
{\displaystyle -{\frac {1}{2}}}
cos
α
{\displaystyle \cos \alpha }
−
1
2
{\displaystyle -{\frac {1}{2}}}
−
2
2
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {2}}{2}}}
−
3
2
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {3}}{2}}}
−
3
2
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {3}}{2}}}
−
2
2
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {2}}{2}}}
−
1
2
{\displaystyle -{\frac {1}{2}}}
1
2
{\displaystyle {\frac {1}{2}}}
2
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2}}{2}}}
3
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{2}}}
tg
α
{\displaystyle \operatorname {tg} \,\alpha }
−
3
{\displaystyle -{\sqrt {3}}}
−
1
{\displaystyle -1}
−
3
3
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {3}}{3}}}
3
3
{\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{3}}}
1
{\displaystyle 1}
3
{\displaystyle {\sqrt {3}}}
−
3
{\displaystyle -{\sqrt {3}}}
−
1
{\displaystyle -1}
−
3
3
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {3}}{3}}}
ctg
α
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,\alpha }
−
3
3
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {3}}{3}}}
−
1
{\displaystyle -1}
−
3
{\displaystyle -{\sqrt {3}}}
3
{\displaystyle {\sqrt {3}}}
1
{\displaystyle 1}
3
3
{\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{3}}}
−
3
3
{\displaystyle -{\frac {\sqrt {3}}{3}}}
−
1
{\displaystyle -1}
−
3
{\displaystyle -{\sqrt {3}}}
sec
α
{\displaystyle \sec \alpha }
−
2
{\displaystyle -2}
−
2
{\displaystyle -{\sqrt {2}}}
−
2
3
3
{\displaystyle -{\frac {2{\sqrt {3}}}{3}}}
−
2
3
3
{\displaystyle -{\frac {2{\sqrt {3}}}{3}}}
−
2
{\displaystyle -{\sqrt {2}}}
−
2
{\displaystyle -2}
2
{\displaystyle 2}
2
{\displaystyle {\sqrt {2}}}
2
3
3
{\displaystyle {\frac {2{\sqrt {3}}}{3}}}
cosec
α
{\displaystyle \operatorname {cosec} \,\alpha }
2
3
3
{\displaystyle {\frac {2{\sqrt {3}}}{3}}}
2
{\displaystyle {\sqrt {2}}}
2
{\displaystyle 2}
−
2
{\displaystyle -2}
−
2
{\displaystyle -{\sqrt {2}}}
−
2
3
3
{\displaystyle -{\frac {2{\sqrt {3}}}{3}}}
−
2
3
3
{\displaystyle -{\frac {2{\sqrt {3}}}{3}}}
−
2
{\displaystyle -{\sqrt {2}}}
−
2
{\displaystyle -2}
Радианы
π
12
{\displaystyle {\frac {\pi }{12}}}
π
10
{\displaystyle {\frac {\pi }{10}}}
π
8
{\displaystyle {\frac {\pi }{8}}}
π
5
{\displaystyle {\frac {\pi }{5}}}
3
π
10
{\displaystyle {\frac {3\pi }{10}}}
3
π
8
{\displaystyle {\frac {3\pi }{8}}}
2
π
5
{\displaystyle {\frac {2\pi }{5}}}
5
π
12
{\displaystyle {\frac {5\pi }{12}}}
Градусы
15
∘
{\displaystyle 15^{\circ }}
18
∘
{\displaystyle 18^{\circ }}
22
,
5
∘
{\displaystyle 22{,}5^{\circ }}
36
∘
{\displaystyle 36^{\circ }}
54
∘
{\displaystyle 54^{\circ }}
67
,
5
∘
{\displaystyle 67{,}5^{\circ }}
72
∘
{\displaystyle 72^{\circ }}
75
∘
{\displaystyle 75^{\circ }}
sin
α
{\displaystyle \sin \alpha }
2
−
3
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2-{\sqrt {3}}}}{2}}}
5
−
1
4
{\displaystyle {\frac {{\sqrt {5}}-1}{4}}}
2
−
2
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2-{\sqrt {2}}}}{2}}}
10
−
2
5
4
{\displaystyle {\frac {\sqrt {10-2{\sqrt {5}}}}{4}}}
5
+
1
4
{\displaystyle {\frac {{\sqrt {5}}+1}{4}}}
2
+
2
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2+{\sqrt {2}}}}{2}}}
10
+
2
5
4
{\displaystyle {\frac {\sqrt {10+2{\sqrt {5}}}}{4}}}
2
+
3
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2+{\sqrt {3}}}}{2}}}
cos
α
{\displaystyle \cos \alpha }
2
+
3
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2+{\sqrt {3}}}}{2}}}
10
+
2
5
4
{\displaystyle {\frac {\sqrt {10+2{\sqrt {5}}}}{4}}}
2
+
2
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2+{\sqrt {2}}}}{2}}}
5
+
1
4
{\displaystyle {\frac {{\sqrt {5}}+1}{4}}}
10
−
2
5
4
{\displaystyle {\frac {\sqrt {10-2{\sqrt {5}}}}{4}}}
2
−
2
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2-{\sqrt {2}}}}{2}}}
5
−
1
4
{\displaystyle {\frac {{\sqrt {5}}-1}{4}}}
2
−
3
2
{\displaystyle {\frac {\sqrt {2-{\sqrt {3}}}}{2}}}
tg
α
{\displaystyle \operatorname {tg} \,\alpha }
2
−
3
{\displaystyle 2-{\sqrt {3}}}
25
−
10
5
5
{\displaystyle {\frac {\sqrt {25-10{\sqrt {5}}}}{5}}}
2
−
1
{\displaystyle {\sqrt {2}}-1}
5
−
2
5
{\displaystyle {\sqrt {5-2{\sqrt {5}}}}}
25
+
10
5
5
{\displaystyle {\frac {\sqrt {25+10{\sqrt {5}}}}{5}}}
2
+
1
{\displaystyle {\sqrt {2}}+1}
5
+
2
5
{\displaystyle {\sqrt {5+2{\sqrt {5}}}}}
2
+
3
{\displaystyle 2+{\sqrt {3}}}
ctg
α
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,\alpha }
2
+
3
{\displaystyle 2+{\sqrt {3}}}
5
+
2
5
{\displaystyle {\sqrt {5+2{\sqrt {5}}}}}
2
+
1
{\displaystyle {\sqrt {2}}+1}
25
+
10
5
5
{\displaystyle {\frac {\sqrt {25+10{\sqrt {5}}}}{5}}}
5
−
2
5
{\displaystyle {\sqrt {5-2{\sqrt {5}}}}}
2
−
1
{\displaystyle {\sqrt {2}}-1}
25
−
10
5
5
{\displaystyle {\frac {\sqrt {25-10{\sqrt {5}}}}{5}}}
2
−
3
{\displaystyle 2-{\sqrt {3}}}
sec
α
{\displaystyle \sec \alpha }
2
2
−
3
{\displaystyle 2{\sqrt {2-{\sqrt {3}}}}}
50
−
10
5
5
{\displaystyle {\frac {\sqrt {50-10{\sqrt {5}}}}{5}}}
4
−
2
2
{\displaystyle {\sqrt {4-2{\sqrt {2}}}}}
5
−
1
{\displaystyle {\sqrt {5}}-1}
50
+
10
5
5
{\displaystyle {\frac {\sqrt {50+10{\sqrt {5}}}}{5}}}
4
+
2
2
{\displaystyle {\sqrt {4+2{\sqrt {2}}}}}
5
+
1
{\displaystyle {\sqrt {5}}+1}
2
2
+
3
{\displaystyle 2{\sqrt {2+{\sqrt {3}}}}}
cosec
α
{\displaystyle \operatorname {cosec} \,\alpha }
2
2
+
3
{\displaystyle 2{\sqrt {2+{\sqrt {3}}}}}
5
+
1
{\displaystyle {\sqrt {5}}+1}
4
+
2
2
{\displaystyle {\sqrt {4+2{\sqrt {2}}}}}
50
+
10
5
5
{\displaystyle {\frac {\sqrt {50+10{\sqrt {5}}}}{5}}}
5
−
1
{\displaystyle {\sqrt {5}}-1}
4
−
2
2
{\displaystyle {\sqrt {4-2{\sqrt {2}}}}}
50
−
10
5
5
{\displaystyle {\frac {\sqrt {50-10{\sqrt {5}}}}{5}}}
2
2
−
3
{\displaystyle 2{\sqrt {2-{\sqrt {3}}}}}
Значения тригонометрических функций для некоторых других углов
sin
π
60
=
cos
29
π
60
=
sin
3
∘
=
cos
87
∘
=
2
(
3
+
1
)
(
5
−
1
)
−
2
(
3
−
1
)
5
+
5
16
,
{\displaystyle \sin {\frac {\pi }{60}}=\cos {\frac {29\,\pi }{60}}=\sin 3^{\circ }=\cos 87^{\circ }={\frac {{\sqrt {2}}({\sqrt {3}}+1)({\sqrt {5}}-1)-2({\sqrt {3}}-1){\sqrt {5+{\sqrt {5}}}}}{16}},}
cos
π
60
=
sin
29
π
60
=
cos
3
∘
=
sin
87
∘
=
2
(
3
−
1
)
(
5
−
1
)
+
2
(
3
+
1
)
5
+
5
16
,
{\displaystyle \cos {\frac {\pi }{60}}=\sin {\frac {29\,\pi }{60}}=\cos 3^{\circ }=\sin 87^{\circ }={\frac {{\sqrt {2}}({\sqrt {3}}-1)({\sqrt {5}}-1)+2({\sqrt {3}}+1){\sqrt {5+{\sqrt {5}}}}}{16}},}
tg
π
60
=
ctg
29
π
60
=
tg
3
∘
=
ctg
87
∘
=
2
(
5
+
2
)
−
3
(
5
+
3
)
+
(
2
−
3
)
(
3
(
5
+
1
)
−
2
)
5
−
2
5
2
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {\pi }{60}}=\operatorname {ctg} {\frac {29\,\pi }{60}}=\operatorname {tg} 3^{\circ }=\operatorname {ctg} 87^{\circ }={\frac {2({\sqrt {5}}+2)-{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+3)+(2-{\sqrt {3}})({\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+1)-2){\sqrt {5-2{\sqrt {5}}}}}{2}},}
ctg
π
60
=
tg
29
π
60
=
ctg
3
∘
=
tg
87
∘
=
2
(
2
(
5
+
2
)
+
3
(
5
+
3
)
)
+
(
3
(
5
−
1
)
+
2
)
2
(
25
+
11
5
)
4
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} {\frac {\pi }{60}}=\operatorname {tg} {\frac {29\,\pi }{60}}=\operatorname {ctg} 3^{\circ }=\operatorname {tg} 87^{\circ }={\frac {2(2({\sqrt {5}}+2)+{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+3))+({\sqrt {3}}({\sqrt {5}}-1)+2){\sqrt {2(25+11{\sqrt {5}})}}}{4}},}
sin
π
30
=
cos
7
π
15
=
sin
6
∘
=
cos
84
∘
=
6
(
5
−
5
)
−
5
−
1
8
,
{\displaystyle \sin {\frac {\pi }{30}}=\cos {\frac {7\,\pi }{15}}=\sin 6^{\circ }=\cos 84^{\circ }={\frac {{\sqrt {6(5-{\sqrt {5}})}}-{\sqrt {5}}-1}{8}},}
cos
π
30
=
sin
7
π
15
=
cos
6
∘
=
sin
84
∘
=
2
(
5
−
5
)
+
3
(
5
+
1
)
8
,
{\displaystyle \cos {\frac {\pi }{30}}=\sin {\frac {7\,\pi }{15}}=\cos 6^{\circ }=\sin 84^{\circ }={\frac {{\sqrt {2(5-{\sqrt {5}})}}+{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+1)}{8}},}
tg
π
30
=
ctg
7
π
15
=
tg
6
∘
=
ctg
84
∘
=
2
(
5
−
5
)
−
3
(
5
−
1
)
2
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {\pi }{30}}=\operatorname {ctg} {\frac {7\,\pi }{15}}=\operatorname {tg} 6^{\circ }=\operatorname {ctg} 84^{\circ }={\frac {{\sqrt {2(5-{\sqrt {5}})}}-{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}-1)}{2}},}
ctg
π
30
=
tg
7
π
15
=
ctg
6
∘
=
tg
84
∘
=
2
(
25
+
11
5
)
+
3
(
5
+
3
)
2
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} {\frac {\pi }{30}}=\operatorname {tg} {\frac {7\,\pi }{15}}=\operatorname {ctg} 6^{\circ }=\operatorname {tg} 84^{\circ }={\frac {{\sqrt {2(25+11{\sqrt {5}})}}+{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+3)}{2}},}
sin
π
20
=
cos
9
π
20
=
sin
9
∘
=
cos
81
∘
=
2
(
5
+
1
)
−
2
5
−
5
8
,
{\displaystyle \sin {\frac {\pi }{20}}=\cos {\frac {9\,\pi }{20}}=\sin 9^{\circ }=\cos 81^{\circ }={\frac {{\sqrt {2}}({\sqrt {5}}+1)-2{\sqrt {5-{\sqrt {5}}}}}{8}},}
cos
π
20
=
sin
9
π
20
=
cos
9
∘
=
sin
81
∘
=
2
(
5
+
1
)
+
2
5
−
5
8
,
{\displaystyle \cos {\frac {\pi }{20}}=\sin {\frac {9\,\pi }{20}}=\cos 9^{\circ }=\sin 81^{\circ }={\frac {{\sqrt {2}}({\sqrt {5}}+1)+2{\sqrt {5-{\sqrt {5}}}}}{8}},}
tg
π
20
=
ctg
9
π
20
=
tg
9
∘
=
ctg
81
∘
=
5
+
1
−
5
+
2
5
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {\pi }{20}}=\operatorname {ctg} {\frac {9\,\pi }{20}}=\operatorname {tg} 9^{\circ }=\operatorname {ctg} 81^{\circ }={{\sqrt {5}}+1-{\sqrt {5+2{\sqrt {5}}}}},}
ctg
π
20
=
tg
9
π
20
=
ctg
9
∘
=
tg
81
∘
=
5
+
1
+
5
+
2
5
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} {\frac {\pi }{20}}=\operatorname {tg} {\frac {9\,\pi }{20}}=\operatorname {ctg} 9^{\circ }=\operatorname {tg} 81^{\circ }={{\sqrt {5}}+1+{\sqrt {5+2{\sqrt {5}}}}},}
sin
π
15
=
cos
13
π
30
=
sin
12
∘
=
cos
78
∘
=
2
(
5
+
5
)
−
3
(
5
−
1
)
8
,
{\displaystyle \sin {\frac {\pi }{15}}=\cos {\frac {13\,\pi }{30}}=\sin 12^{\circ }=\cos 78^{\circ }={\frac {{\sqrt {2(5+{\sqrt {5}})}}-{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}-1)}{8}},}
cos
π
15
=
sin
13
π
30
=
cos
12
∘
=
sin
78
∘
=
6
(
5
+
5
)
+
5
−
1
8
,
{\displaystyle \cos {\frac {\pi }{15}}=\sin {\frac {13\,\pi }{30}}=\cos 12^{\circ }=\sin 78^{\circ }={\frac {{\sqrt {6(5+{\sqrt {5}})}}+{\sqrt {5}}-1}{8}},}
tg
π
15
=
ctg
13
π
30
=
tg
12
∘
=
ctg
78
∘
=
3
(
3
−
5
)
−
2
(
25
−
11
5
)
2
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {\pi }{15}}=\operatorname {ctg} {\frac {13\,\pi }{30}}=\operatorname {tg} 12^{\circ }=\operatorname {ctg} 78^{\circ }={\frac {{\sqrt {3}}(3-{\sqrt {5}})-{\sqrt {2(25-11{\sqrt {5}})}}}{2}},}
ctg
π
15
=
tg
13
π
30
=
ctg
12
∘
=
tg
78
∘
=
3
(
5
+
1
)
+
2
(
5
+
5
)
2
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} {\frac {\pi }{15}}=\operatorname {tg} {\frac {13\,\pi }{30}}=\operatorname {ctg} 12^{\circ }=\operatorname {tg} 78^{\circ }={\frac {{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+1)+{\sqrt {2(5+{\sqrt {5}})}}}{2}},}
sin
7
π
60
=
cos
23
π
60
=
sin
21
∘
=
cos
69
∘
=
−
2
(
3
−
1
)
(
5
+
1
)
+
2
(
3
+
1
)
5
−
5
16
,
{\displaystyle \sin {\frac {7\,\pi }{60}}=\cos {\frac {23\,\pi }{60}}=\sin 21^{\circ }=\cos 69^{\circ }={\frac {-{\sqrt {2}}({\sqrt {3}}-1)({\sqrt {5}}+1)+2({\sqrt {3}}+1){\sqrt {5-{\sqrt {5}}}}}{16}},}
cos
7
π
60
=
sin
23
π
60
=
cos
21
∘
=
sin
69
∘
=
2
(
3
+
1
)
(
5
+
1
)
+
2
(
3
−
1
)
5
−
5
16
,
{\displaystyle \cos {\frac {7\,\pi }{60}}=\sin {\frac {23\,\pi }{60}}=\cos 21^{\circ }=\sin 69^{\circ }={\frac {{\sqrt {2}}({\sqrt {3}}+1)({\sqrt {5}}+1)+2({\sqrt {3}}-1){\sqrt {5-{\sqrt {5}}}}}{16}},}
tg
7
π
60
=
ctg
23
π
60
=
tg
21
∘
=
ctg
69
∘
=
2
(
2
(
5
−
2
)
−
3
(
3
−
5
)
)
+
(
3
(
5
+
1
)
−
2
)
2
(
25
−
11
5
)
4
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {7\,\pi }{60}}=\operatorname {ctg} {\frac {23\,\pi }{60}}=\operatorname {tg} 21^{\circ }=\operatorname {ctg} 69^{\circ }={\frac {2(2({\sqrt {5}}-2)-{\sqrt {3}}(3-{\sqrt {5}}))+({\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+1)-2){\sqrt {2(25-11{\sqrt {5}})}}}{4}},}
ctg
7
π
60
=
tg
23
π
60
=
ctg
21
∘
=
tg
69
∘
=
2
(
2
(
5
−
2
)
+
3
(
3
−
5
)
)
+
(
3
(
5
+
1
)
+
2
)
2
(
25
−
11
5
)
4
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} {\frac {7\,\pi }{60}}=\operatorname {tg} {\frac {23\,\pi }{60}}=\operatorname {ctg} 21^{\circ }=\operatorname {tg} 69^{\circ }={\frac {2(2({\sqrt {5}}-2)+{\sqrt {3}}(3-{\sqrt {5}}))+({\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+1)+2){\sqrt {2(25-11{\sqrt {5}})}}}{4}},}
sin
2
π
15
=
cos
11
π
30
=
sin
24
∘
=
cos
66
∘
=
3
(
5
+
1
)
−
2
(
5
−
5
)
8
,
{\displaystyle \sin {\frac {2\,\pi }{15}}=\cos {\frac {11\,\pi }{30}}=\sin 24^{\circ }=\cos 66^{\circ }={\frac {{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+1)-{\sqrt {2(5-{\sqrt {5}})}}}{8}},}
cos
2
π
15
=
sin
11
π
30
=
cos
24
∘
=
sin
66
∘
=
5
+
1
+
6
(
5
−
5
)
8
,
{\displaystyle \cos {\frac {2\,\pi }{15}}=\sin {\frac {11\,\pi }{30}}=\cos 24^{\circ }=\sin 66^{\circ }={\frac {{\sqrt {5}}+1+{\sqrt {6(5-{\sqrt {5}})}}}{8}},}
tg
2
π
15
=
ctg
11
π
30
=
tg
24
∘
=
ctg
66
∘
=
−
3
(
3
+
5
)
+
2
(
25
+
11
5
)
2
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {2\,\pi }{15}}=\operatorname {ctg} {\frac {11\,\pi }{30}}=\operatorname {tg} 24^{\circ }=\operatorname {ctg} 66^{\circ }={\frac {-{\sqrt {3}}(3+{\sqrt {5}})+{\sqrt {2(25+11{\sqrt {5}})}}}{2}},}
ctg
2
π
15
=
tg
11
π
30
=
ctg
24
∘
=
tg
66
∘
=
3
(
5
−
1
)
+
2
(
5
−
5
)
2
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} {\frac {2\,\pi }{15}}=\operatorname {tg} {\frac {11\,\pi }{30}}=\operatorname {ctg} 24^{\circ }=\operatorname {tg} 66^{\circ }={\frac {{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}-1)+{\sqrt {2(5-{\sqrt {5}})}}}{2}},}
sin
3
π
20
=
cos
7
π
20
=
sin
27
∘
=
cos
63
∘
=
−
2
(
5
−
1
)
+
2
5
+
5
8
,
{\displaystyle \sin {\frac {3\,\pi }{20}}=\cos {\frac {7\,\pi }{20}}=\sin 27^{\circ }=\cos 63^{\circ }={\frac {-{\sqrt {2}}({\sqrt {5}}-1)+2{\sqrt {5+{\sqrt {5}}}}}{8}},}
cos
3
π
20
=
sin
7
π
20
=
cos
27
∘
=
sin
63
∘
=
2
(
5
−
1
)
+
2
5
+
5
8
,
{\displaystyle \cos {\frac {3\,\pi }{20}}=\sin {\frac {7\,\pi }{20}}=\cos 27^{\circ }=\sin 63^{\circ }={\frac {{\sqrt {2}}({\sqrt {5}}-1)+2{\sqrt {5+{\sqrt {5}}}}}{8}},}
tg
3
π
20
=
ctg
7
π
20
=
tg
27
∘
=
ctg
63
∘
=
5
−
1
−
5
−
2
5
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {3\,\pi }{20}}=\operatorname {ctg} {\frac {7\,\pi }{20}}=\operatorname {tg} 27^{\circ }=\operatorname {ctg} 63^{\circ }={{\sqrt {5}}-1-{\sqrt {5-2{\sqrt {5}}}}},}
ctg
3
π
20
=
tg
7
π
20
=
ctg
27
∘
=
tg
63
∘
=
5
−
1
+
5
−
2
5
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} {\frac {3\,\pi }{20}}=\operatorname {tg} {\frac {7\,\pi }{20}}=\operatorname {ctg} 27^{\circ }=\operatorname {tg} 63^{\circ }={{\sqrt {5}}-1+{\sqrt {5-2{\sqrt {5}}}}},}
sin
11
π
60
=
cos
19
π
60
=
sin
33
∘
=
cos
57
∘
=
2
(
3
+
1
)
(
5
−
1
)
+
2
(
3
−
1
)
5
+
5
16
,
{\displaystyle \sin {\frac {11\,\pi }{60}}=\cos {\frac {19\,\pi }{60}}=\sin 33^{\circ }=\cos 57^{\circ }={\frac {{\sqrt {2}}({\sqrt {3}}+1)({\sqrt {5}}-1)+2({\sqrt {3}}-1){\sqrt {5+{\sqrt {5}}}}}{16}},}
cos
11
π
60
=
sin
19
π
60
=
cos
33
∘
=
sin
57
∘
=
−
2
(
3
−
1
)
(
5
−
1
)
+
2
(
3
+
1
)
5
+
5
16
,
{\displaystyle \cos {\frac {11\,\pi }{60}}=\sin {\frac {19\,\pi }{60}}=\cos 33^{\circ }=\sin 57^{\circ }={\frac {-{\sqrt {2}}({\sqrt {3}}-1)({\sqrt {5}}-1)+2({\sqrt {3}}+1){\sqrt {5+{\sqrt {5}}}}}{16}},}
tg
11
π
60
=
ctg
19
π
60
=
tg
33
∘
=
ctg
57
∘
=
−
2
(
5
+
2
)
+
3
(
3
+
5
)
+
(
2
−
3
)
(
3
(
5
+
1
)
−
2
)
5
−
2
5
2
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {11\,\pi }{60}}=\operatorname {ctg} {\frac {19\,\pi }{60}}=\operatorname {tg} 33^{\circ }=\operatorname {ctg} 57^{\circ }={\frac {-2({\sqrt {5}}+2)+{\sqrt {3}}(3+{\sqrt {5}})+(2-{\sqrt {3}})({\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+1)-2){\sqrt {5-2{\sqrt {5}}}}}{2}},}
ctg
11
π
60
=
tg
19
π
60
=
ctg
33
∘
=
tg
57
∘
=
−
2
(
2
(
5
+
2
)
+
3
(
3
+
5
)
)
+
(
3
(
5
−
1
)
+
2
)
2
(
25
+
11
5
)
4
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} {\frac {11\,\pi }{60}}=\operatorname {tg} {\frac {19\,\pi }{60}}=\operatorname {ctg} 33^{\circ }=\operatorname {tg} 57^{\circ }={\frac {-2(2({\sqrt {5}}+2)+{\sqrt {3}}(3+{\sqrt {5}}))+({\sqrt {3}}({\sqrt {5}}-1)+2){\sqrt {2(25+11{\sqrt {5}})}}}{4}},}
sin
13
π
60
=
cos
17
π
60
=
sin
39
∘
=
cos
51
∘
=
2
(
3
+
1
)
(
5
+
1
)
−
2
(
3
−
1
)
5
−
5
16
,
{\displaystyle \sin {\frac {13\,\pi }{60}}=\cos {\frac {17\,\pi }{60}}=\sin 39^{\circ }=\cos 51^{\circ }={\frac {{\sqrt {2}}({\sqrt {3}}+1)({\sqrt {5}}+1)-2({\sqrt {3}}-1){\sqrt {5-{\sqrt {5}}}}}{16}},}
cos
13
π
60
=
sin
17
π
60
=
cos
39
∘
=
sin
51
∘
=
2
(
3
−
1
)
(
5
+
1
)
+
2
(
3
+
1
)
5
−
5
16
,
{\displaystyle \cos {\frac {13\,\pi }{60}}=\sin {\frac {17\,\pi }{60}}=\cos 39^{\circ }=\sin 51^{\circ }={\frac {{\sqrt {2}}({\sqrt {3}}-1)({\sqrt {5}}+1)+2({\sqrt {3}}+1){\sqrt {5-{\sqrt {5}}}}}{16}},}
tg
13
π
60
=
ctg
17
π
60
=
tg
39
∘
=
ctg
51
∘
=
−
2
(
2
(
5
−
2
)
+
3
(
3
−
5
)
)
+
(
3
(
5
+
1
)
+
2
)
2
(
25
−
11
5
)
4
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {13\,\pi }{60}}=\operatorname {ctg} {\frac {17\,\pi }{60}}=\operatorname {tg} 39^{\circ }=\operatorname {ctg} 51^{\circ }={\frac {-2(2({\sqrt {5}}-2)+{\sqrt {3}}(3-{\sqrt {5}}))+({\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+1)+2){\sqrt {2(25-11{\sqrt {5}})}}}{4}},}
ctg
13
π
60
=
tg
17
π
60
=
ctg
39
∘
=
tg
51
∘
=
−
2
(
2
(
5
−
2
)
−
3
(
3
−
5
)
)
+
(
3
(
5
+
1
)
−
2
)
2
(
25
−
11
5
)
4
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} {\frac {13\,\pi }{60}}=\operatorname {tg} {\frac {17\,\pi }{60}}=\operatorname {ctg} 39^{\circ }=\operatorname {tg} 51^{\circ }={\frac {-2(2({\sqrt {5}}-2)-{\sqrt {3}}(3-{\sqrt {5}}))+({\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+1)-2){\sqrt {2(25-11{\sqrt {5}})}}}{4}},}
sin
7
π
30
=
cos
8
π
30
=
sin
42
∘
=
cos
48
∘
=
−
(
5
−
1
)
+
6
(
5
+
5
)
8
,
{\displaystyle \sin {\frac {7\,\pi }{30}}=\cos {\frac {8\,\pi }{30}}=\sin 42^{\circ }=\cos 48^{\circ }={\frac {-({\sqrt {5}}-1)+{\sqrt {6(5+{\sqrt {5}})}}}{8}},}
cos
7
π
30
=
sin
8
π
30
=
cos
42
∘
=
sin
48
∘
=
3
(
5
−
1
)
+
2
(
5
+
5
)
8
,
{\displaystyle \cos {\frac {7\,\pi }{30}}=\sin {\frac {8\,\pi }{30}}=\cos 42^{\circ }=\sin 48^{\circ }={\frac {{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}-1)+{\sqrt {2(5+{\sqrt {5}})}}}{8}},}
tg
7
π
30
=
ctg
8
π
30
=
tg
42
∘
=
ctg
48
∘
=
3
(
5
+
1
)
−
2
(
5
+
5
)
2
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {7\,\pi }{30}}=\operatorname {ctg} {\frac {8\,\pi }{30}}=\operatorname {tg} 42^{\circ }=\operatorname {ctg} 48^{\circ }={\frac {{\sqrt {3}}({\sqrt {5}}+1)-{\sqrt {2(5+{\sqrt {5}})}}}{2}},}
ctg
7
π
30
=
tg
8
π
30
=
ctg
42
∘
=
tg
48
∘
=
3
(
3
−
5
)
+
2
(
25
−
11
5
)
2
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} {\frac {7\,\pi }{30}}=\operatorname {tg} {\frac {8\,\pi }{30}}=\operatorname {ctg} 42^{\circ }=\operatorname {tg} 48^{\circ }={\frac {{\sqrt {3}}(3-{\sqrt {5}})+{\sqrt {2(25-11{\sqrt {5}})}}}{2}},}
tg
π
120
=
ctg
59
π
120
=
tg
1.5
∘
=
ctg
88.5
∘
=
8
−
2
(
2
−
3
)
(
3
−
5
)
−
2
(
2
+
3
)
(
5
+
5
)
8
+
2
(
2
−
3
)
(
3
−
5
)
+
2
(
2
+
3
)
(
5
+
5
)
,
{\displaystyle \operatorname {tg} {\frac {\pi }{120}}=\operatorname {ctg} {\frac {59\,\pi }{120}}=\operatorname {tg} 1.5^{\circ }=\operatorname {ctg} 88.5^{\circ }={\sqrt {\frac {8-{\sqrt {2(2-{\sqrt {3}})(3-{\sqrt {5}})}}-{\sqrt {2(2+{\sqrt {3}})(5+{\sqrt {5}})}}}{8+{\sqrt {2(2-{\sqrt {3}})(3-{\sqrt {5}})}}+{\sqrt {2(2+{\sqrt {3}})(5+{\sqrt {5}})}}}}},}
cos
π
240
=
sin
119
π
240
=
cos
0.75
∘
=
sin
89.25
∘
=
1
16
(
2
−
2
+
2
(
2
(
5
+
5
)
+
3
(
1
−
5
)
)
+
2
+
2
+
2
(
6
(
5
+
5
)
+
5
−
1
)
)
,
{\displaystyle \cos {\frac {\pi }{240}}=\sin {\frac {119\,\pi }{240}}=\cos 0.75^{\circ }=\sin 89.25^{\circ }={\frac {1}{16}}\left({\sqrt {2-{\sqrt {2+{\sqrt {2}}}}}}\left({\sqrt {2(5+{\sqrt {5}})}}+{\sqrt {3}}(1-{\sqrt {5}})\right)+{\sqrt {2+{\sqrt {2+{\sqrt {2}}}}}}\left({\sqrt {6(5+{\sqrt {5}})}}+{\sqrt {5}}-1\right)\right),}
cos
π
17
=
sin
15
π
34
=
1
8
2
(
2
3
17
−
2
(
85
+
19
17
)
+
17
+
2
(
17
−
17
)
+
17
+
15
)
.
{\displaystyle \cos {\frac {\pi }{17}}=\sin {\frac {15\,\pi }{34}}={\frac {1}{8}}{\sqrt {2\left(2{\sqrt {3{\sqrt {17}}-{\sqrt {2(85+19{\sqrt {17}})}}+17}}+{\sqrt {2(17-{\sqrt {17}})}}+{\sqrt {17}}+15\right)}}.}
sin
π
2
n
+
1
=
1
2
2
−
2
+
⋯
+
2
⏟
n
,
n
∈
N
{\displaystyle \sin {\pi \over 2^{n+1}}={1 \over 2}\underbrace {\sqrt {2-{\sqrt {2+\dots +{\sqrt {2}}}}}} _{n},n\in \mathbb {N} }
cos
π
2
n
+
1
=
1
2
2
+
2
+
⋯
+
2
⏟
n
,
n
∈
N
{\displaystyle \cos {\pi \over 2^{n+1}}={1 \over 2}\underbrace {\sqrt {2+{\sqrt {2+\dots +{\sqrt {2}}}}}} _{n},n\in \mathbb {N} }
sin
π
3
⋅
2
n
=
1
2
2
−
2
+
⋯
+
3
⏟
n
,
n
≥
2
{\displaystyle \sin {\pi \over 3\cdot 2^{n}}={1 \over 2}\underbrace {\sqrt {2-{\sqrt {2+\dots +{\sqrt {3}}}}}} _{n},n\geq 2}
cos
π
3
⋅
2
n
=
1
2
2
+
2
+
⋯
+
3
⏟
n
,
n
≥
2
{\displaystyle \cos {\pi \over 3\cdot 2^{n}}={1 \over 2}\underbrace {\sqrt {2+{\sqrt {2+\dots +{\sqrt {3}}}}}} _{n},n\geq 2}
Поскольку синус и косинус являются соответственно ординатой и абсциссой точки, соответствующей на единичной окружности углу α , то согласно уравнению единичной окружности (
x
2
+
y
2
=
1
{\displaystyle x^{2}+y^{2}=1}
) или теореме Пифагора имеем для любого
α
{\displaystyle \alpha }
:
sin
2
α
+
cos
2
α
=
1.
{\displaystyle \sin ^{2}\alpha +\cos ^{2}\alpha =1.}
Это соотношение называется основным тригонометрическим тождеством .
Разделив это уравнение на квадрат косинуса и синуса соответственно, получим:
1
+
t
g
2
α
=
s
e
c
2
α
,
{\displaystyle 1+\mathop {\mathrm {tg} } \,^{2}\alpha =\mathop {\mathrm {sec} } \,^{2}\alpha ,}
1
+
c
t
g
2
α
=
c
o
s
e
c
2
α
.
{\displaystyle 1+\mathop {\mathrm {ctg} } \,^{2}\alpha =\mathop {\mathrm {cosec} } \,^{2}\alpha .}
Из определения тангенса и котангенса следует, что
t
g
α
⋅
c
t
g
α
=
1.
{\displaystyle \mathop {\mathrm {tg} } \,\alpha \cdot \mathop {\mathrm {ctg} } \,\alpha =1.}
Любую тригонометрическую функцию можно выразить через любую другую тригонометрическую функцию с тем же аргументом (с точностью до знака из-за неоднозначности раскрытия квадратного корня). Нижеприведённые формулы верны для
0
<
x
<
π
/
2
{\displaystyle 0<x<\pi /2}
:
sin
cos
tg
ctg
sec
cosec
sin
x
=
{\displaystyle \,\sin x=}
sin
x
{\displaystyle \,\sin x}
1
−
cos
2
x
{\displaystyle {\sqrt {1-\cos ^{2}x}}}
tg
x
1
+
tg
2
x
{\displaystyle {\frac {\operatorname {tg} x}{\sqrt {1+\operatorname {tg} ^{2}x}}}}
1
ctg
2
x
+
1
{\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {\operatorname {ctg} ^{2}x+1}}}}
sec
2
x
−
1
sec
x
{\displaystyle {\frac {\sqrt {\sec ^{2}x-1}}{\sec x}}}
1
cosec
x
{\displaystyle {\frac {1}{\operatorname {cosec} x}}}
cos
x
=
{\displaystyle \,\cos x=}
1
−
sin
2
x
{\displaystyle \,{\sqrt {1-\sin ^{2}x}}}
cos
x
{\displaystyle \,\cos x}
1
1
+
tg
2
x
{\displaystyle \,{\frac {1}{\sqrt {1+\operatorname {tg} ^{2}x}}}}
ctg
x
ctg
2
x
+
1
{\displaystyle \,{\frac {\operatorname {ctg} x}{\sqrt {\operatorname {ctg} ^{2}x+1}}}}
1
sec
x
{\displaystyle \,{\frac {1}{\sec x}}}
cosec
2
x
−
1
cosec
x
{\displaystyle \,{\frac {\sqrt {\operatorname {cosec} ^{2}x-1}}{\operatorname {cosec} x}}}
tg
x
=
{\displaystyle \,\operatorname {tg} x=}
sin
x
1
−
sin
2
x
{\displaystyle \,{\frac {\sin x}{\sqrt {1-\sin ^{2}x}}}}
1
−
cos
2
x
cos
x
{\displaystyle \,{\frac {\sqrt {1-\cos ^{2}x}}{\cos x}}}
tg
x
{\displaystyle \,\operatorname {tg} x}
1
ctg
x
{\displaystyle \,{\frac {1}{\operatorname {ctg} x}}}
sec
2
x
−
1
{\displaystyle \,{\sqrt {\sec ^{2}x-1}}}
1
cosec
2
x
−
1
{\displaystyle \,{\frac {1}{\sqrt {\operatorname {cosec} ^{2}x-1}}}}
ctg
x
=
{\displaystyle \,\operatorname {ctg} x=}
1
−
sin
2
x
sin
x
{\displaystyle \,{\frac {\sqrt {1-\sin ^{2}x}}{\sin x}}}
cos
x
1
−
cos
2
x
{\displaystyle \,{\frac {\cos x}{\sqrt {1-\cos ^{2}x}}}}
1
tg
x
{\displaystyle \,{\frac {1}{\operatorname {tg} x}}}
ctg
x
{\displaystyle \,\operatorname {ctg} x}
1
sec
2
x
−
1
{\displaystyle \,{\frac {1}{\sqrt {\sec ^{2}x-1}}}}
cosec
2
x
−
1
{\displaystyle \,{\sqrt {\operatorname {cosec} ^{2}x-1}}}
sec
x
=
{\displaystyle \,\sec x=}
1
1
−
sin
2
x
{\displaystyle \,{\frac {1}{\sqrt {1-\sin ^{2}x}}}}
1
cos
x
{\displaystyle \,{\frac {1}{\cos x}}}
1
+
tg
2
x
{\displaystyle \,{\sqrt {1+\operatorname {tg} ^{2}x}}}
ctg
2
x
+
1
ctg
x
{\displaystyle \,{\frac {\sqrt {\operatorname {ctg} ^{2}x+1}}{\operatorname {ctg} x}}}
sec
x
{\displaystyle \,\sec x}
cosec
x
cosec
2
x
−
1
{\displaystyle \,{\frac {\operatorname {cosec} x}{\sqrt {\operatorname {cosec} ^{2}x-1}}}}
cosec
x
=
{\displaystyle \,\operatorname {cosec} x=}
1
sin
x
{\displaystyle \,{\frac {1}{\sin x}}}
1
1
−
cos
2
x
{\displaystyle \,{\frac {1}{\sqrt {1-\cos ^{2}x}}}}
1
+
tg
2
x
tg
x
{\displaystyle \,{\frac {\sqrt {1+\operatorname {tg} ^{2}x}}{\operatorname {tg} x}}}
ctg
2
x
+
1
{\displaystyle \,{\sqrt {\operatorname {ctg} ^{2}x+1}}}
sec
x
sec
2
x
−
1
{\displaystyle \,{\frac {\sec x}{\sqrt {\sec ^{2}x-1}}}}
cosec
x
{\displaystyle \,\operatorname {cosec} x}
Синус и косинус — непрерывные функции .
Тангенс и секанс имеют точки разрыва
π
/
2
+
π
k
{\displaystyle \pi /2+\pi k}
, где
k
{\displaystyle k}
— любое целое .
Котангенс и косеканс имеют точки разрыва
π
k
{\displaystyle \pi k}
, где
k
{\displaystyle k}
— любое целое .
Косинус и секанс — чётные . Остальные четыре функции — нечётные , то есть:
sin
(
−
α
)
=
−
sin
α
,
{\displaystyle \sin \left(-\alpha \right)=-\sin \alpha \,,}
cos
(
−
α
)
=
cos
α
,
{\displaystyle \cos \left(-\alpha \right)=\cos \alpha \,,}
t
g
(
−
α
)
=
−
t
g
α
,
{\displaystyle \mathop {\mathrm {tg} } \,\left(-\alpha \right)=-\mathop {\mathrm {tg} } \,\alpha \,,}
c
t
g
(
−
α
)
=
−
c
t
g
α
,
{\displaystyle \mathop {\mathrm {ctg} } \,\left(-\alpha \right)=-\mathop {\mathrm {ctg} } \,\alpha \,,}
sec
(
−
α
)
=
sec
α
,
{\displaystyle \sec \left(-\alpha \right)=\sec \alpha \,,}
c
o
s
e
c
(
−
α
)
=
−
c
o
s
e
c
α
.
{\displaystyle \mathop {\mathrm {cosec} } \,\left(-\alpha \right)=-\mathop {\mathrm {cosec} } \,\alpha \,.}
Функции
sin
x
,
cos
x
,
sec
x
,
c
o
s
e
c
x
{\displaystyle \sin x,\;\cos x,\;\sec x,\;\mathrm {cosec} \,x}
— периодические с периодом
2
π
{\displaystyle 2\pi }
, функции
t
g
x
{\displaystyle \mathrm {tg} \,x}
и
c
t
g
x
{\displaystyle \mathrm {ctg} \,x}
— c периодом
π
{\displaystyle \pi }
.
Формулами приведения называются формулы следующего вида:
f
(
n
π
+
α
)
=
±
f
(
α
)
,
{\displaystyle f(n\pi +\alpha )=\pm f(\alpha ),}
f
(
n
π
−
α
)
=
±
f
(
α
)
,
{\displaystyle f(n\pi -\alpha )=\pm f(\alpha ),}
f
(
(
2
n
+
1
)
π
2
+
α
)
=
±
g
(
α
)
,
{\displaystyle f\left({\frac {(2n+1)\pi }{2}}+\alpha \right)=\pm g(\alpha ),}
f
(
(
2
n
+
1
)
π
2
−
α
)
=
±
g
(
α
)
.
{\displaystyle f\left({\frac {(2n+1)\pi }{2}}-\alpha \right)=\pm g(\alpha ).}
Здесь
f
{\displaystyle f}
— любая тригонометрическая функция,
g
{\displaystyle g}
— соответствующая ей кофункция (то есть косинус для синуса, синус для косинуса, тангенс для котангенса, котангенс для тангенса, секанс для косеканса и косеканс для секанса),
n
{\displaystyle n}
— целое число . Перед полученной функцией ставится тот знак, который имеет исходная функция в заданной координатной четверти при условии, что угол
α
{\displaystyle \alpha }
острый, например:
cos
(
π
2
−
α
)
=
sin
α
,
{\displaystyle \cos \left({\frac {\pi }{2}}-\alpha \right)=\sin \alpha \,,}
или что то же самое:
cos
(
90
∘
−
α
)
=
sin
α
.
{\displaystyle \cos \left(90^{\circ }-\alpha \right)=\sin \alpha \,.}
Некоторые формулы приведения:
α
{\displaystyle \alpha }
π
2
−
α
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}-\alpha }
π
2
+
α
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}+\alpha }
π
−
α
{\displaystyle \pi -\alpha }
π
+
α
{\displaystyle \pi +\alpha }
3
π
2
−
α
{\displaystyle {\frac {3\,\pi }{2}}-\alpha }
3
π
2
+
α
{\displaystyle {\frac {3\,\pi }{2}}+\alpha }
2
π
−
α
{\displaystyle 2\,\pi -\alpha }
sin
α
{\displaystyle \sin \alpha }
cos
α
{\displaystyle \cos \alpha }
cos
α
{\displaystyle \cos \alpha }
sin
α
{\displaystyle \sin \alpha }
−
sin
α
{\displaystyle -\sin \alpha }
−
cos
α
{\displaystyle -\cos \alpha }
−
cos
α
{\displaystyle -\cos \alpha }
−
sin
α
{\displaystyle -\sin \alpha }
cos
α
{\displaystyle \cos \alpha }
sin
α
{\displaystyle \sin \alpha }
−
sin
α
{\displaystyle -\sin \alpha }
−
cos
α
{\displaystyle -\cos \alpha }
−
cos
α
{\displaystyle -\cos \alpha }
−
sin
α
{\displaystyle -\sin \alpha }
sin
α
{\displaystyle \sin \alpha }
cos
α
{\displaystyle \cos \alpha }
tg
α
{\displaystyle \operatorname {tg} \,\alpha }
ctg
α
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,\alpha }
−
ctg
α
{\displaystyle -\operatorname {ctg} \,\alpha }
−
tg
α
{\displaystyle -\operatorname {tg} \,\alpha }
tg
α
{\displaystyle \operatorname {tg} \,\alpha }
ctg
α
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,\alpha }
−
ctg
α
{\displaystyle -\operatorname {ctg} \,\alpha }
−
tg
α
{\displaystyle -\operatorname {tg} \,\alpha }
ctg
α
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,\alpha }
tg
α
{\displaystyle \operatorname {tg} \,\alpha }
−
tg
α
{\displaystyle -\operatorname {tg} \,\alpha }
−
ctg
α
{\displaystyle -\operatorname {ctg} \,\alpha }
ctg
α
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,\alpha }
tg
α
{\displaystyle \operatorname {tg} \,\alpha }
−
tg
α
{\displaystyle -\operatorname {tg} \,\alpha }
−
ctg
α
{\displaystyle -\operatorname {ctg} \,\alpha }
Интересующие формулы приведения так же могут легко быть получены рассмотрением функций на единичной окружности.
Значения тригонометрических функций суммы и разности двух углов:
sin
(
α
±
β
)
=
sin
α
cos
β
±
cos
α
sin
β
,
{\displaystyle \sin \left(\alpha \pm \beta \right)=\sin \alpha \,\cos \beta \pm \cos \alpha \,\sin \beta ,}
cos
(
α
±
β
)
=
cos
α
cos
β
∓
sin
α
sin
β
,
{\displaystyle \cos \left(\alpha \pm \beta \right)=\cos \alpha \,\cos \beta \mp \sin \alpha \,\sin \beta ,}
tg
(
α
±
β
)
=
tg
α
±
tg
β
1
∓
tg
α
tg
β
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \left(\alpha \pm \beta \right)={\frac {\operatorname {tg} \,\alpha \pm \operatorname {tg} \,\beta }{1\mp \operatorname {tg} \,\alpha \,\operatorname {tg} \,\beta }},}
ctg
(
α
±
β
)
=
ctg
α
ctg
β
∓
1
ctg
β
±
ctg
α
.
{\displaystyle \operatorname {ctg} \left(\alpha \pm \beta \right)={\frac {\operatorname {ctg} \,\alpha \,\operatorname {ctg} \,\beta \mp 1}{\operatorname {ctg} \,\beta \pm \operatorname {ctg} \,\alpha }}.}
Аналогичные формулы для суммы трёх углов:
sin
(
α
+
β
+
γ
)
=
sin
α
cos
β
cos
γ
+
cos
α
sin
β
cos
γ
+
cos
α
cos
β
sin
γ
−
sin
α
sin
β
sin
γ
,
{\displaystyle \sin \left(\alpha +\beta +\gamma \right)=\sin \alpha \cos \beta \cos \gamma +\cos \alpha \sin \beta \cos \gamma +\cos \alpha \cos \beta \sin \gamma -\sin \alpha \sin \beta \sin \gamma ,}
cos
(
α
+
β
+
γ
)
=
cos
α
cos
β
cos
γ
−
sin
α
sin
β
cos
γ
−
sin
α
cos
β
sin
γ
−
cos
α
sin
β
sin
γ
.
{\displaystyle \cos \left(\alpha +\beta +\gamma \right)=\cos \alpha \cos \beta \cos \gamma -\sin \alpha \sin \beta \cos \gamma -\sin \alpha \cos \beta \sin \gamma -\cos \alpha \sin \beta \sin \gamma .}
Формулы двойного угла:
sin
2
α
=
2
sin
α
cos
α
=
2
tg
α
1
+
tg
2
α
=
2
ctg
α
1
+
ctg
2
α
=
2
tg
α
+
ctg
α
,
{\displaystyle \sin 2\alpha =2\sin \alpha \cos \alpha ={\frac {2\,\operatorname {tg} \,\alpha }{1+\operatorname {tg} ^{2}\alpha }}={\frac {2\,\operatorname {ctg} \,\alpha }{1+\operatorname {ctg} ^{2}\alpha }}={\frac {2}{\operatorname {tg} \,\alpha +\operatorname {ctg} \,\alpha }},}
cos
2
α
=
cos
2
α
−
sin
2
α
=
2
cos
2
α
−
1
=
1
−
2
sin
2
α
=
1
−
tg
2
α
1
+
tg
2
α
=
ctg
2
α
−
1
ctg
2
α
+
1
=
ctg
α
−
tg
α
ctg
α
+
tg
α
,
{\displaystyle \cos 2\alpha =\cos ^{2}\alpha \,-\,\sin ^{2}\alpha =2\cos ^{2}\alpha \,-\,1=1\,-\,2\sin ^{2}\alpha ={\frac {1-\operatorname {tg} ^{2}\alpha }{1+\operatorname {tg} ^{2}\alpha }}={\frac {\operatorname {ctg} ^{2}\alpha -1}{\operatorname {ctg} ^{2}\alpha +1}}={\frac {\operatorname {ctg} \,\alpha -\operatorname {tg} \,\alpha }{\operatorname {ctg} \,\alpha +\operatorname {tg} \,\alpha }},}
tg
2
α
=
2
tg
α
1
−
tg
2
α
=
2
ctg
α
ctg
2
α
−
1
=
2
ctg
α
−
tg
α
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \,2\alpha ={\frac {2\,\operatorname {tg} \,\alpha }{1-\operatorname {tg} ^{2}\alpha }}={\frac {2\,\operatorname {ctg} \,\alpha }{\operatorname {ctg} ^{2}\alpha -1}}={\frac {2}{\operatorname {ctg} \,\alpha -\operatorname {tg} \,\alpha }},}
ctg
2
α
=
ctg
2
α
−
1
2
ctg
α
=
ctg
α
−
tg
α
2
.
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,2\alpha ={\frac {\operatorname {ctg} ^{2}\alpha -1}{2\,\operatorname {ctg} \,\alpha }}={\frac {\operatorname {ctg} \,\alpha -\operatorname {tg} \,\alpha }{2}}.}
Формулы тройного угла:
sin
3
α
=
3
sin
α
−
4
sin
3
α
,
{\displaystyle \sin \,3\alpha =3\sin \alpha -4\sin ^{3}\alpha ,}
cos
3
α
=
4
cos
3
α
−
3
cos
α
,
{\displaystyle \cos \,3\alpha =4\cos ^{3}\alpha -3\cos \alpha ,}
tg
3
α
=
3
tg
α
−
tg
3
α
1
−
3
tg
2
α
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \,3\alpha ={\frac {3\,\operatorname {tg} \,\alpha -\operatorname {tg} ^{3}\,\alpha }{1-3\,\operatorname {tg} ^{2}\,\alpha }},}
ctg
3
α
=
ctg
3
α
−
3
ctg
α
3
ctg
2
α
−
1
.
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,3\alpha ={\frac {\operatorname {ctg} ^{3}\,\alpha -3\,\operatorname {ctg} \,\alpha }{3\,\operatorname {ctg} ^{2}\,\alpha -1}}.}
Прочие формулы для кратных углов:
sin
4
α
=
cos
α
(
4
sin
α
−
8
sin
3
α
)
,
{\displaystyle \sin \,4\alpha =\cos \alpha \left(4\sin \alpha -8\sin ^{3}\alpha \right),}
cos
4
α
=
8
cos
4
α
−
8
cos
2
α
+
1
=
8
sin
4
α
−
8
sin
2
α
+
1
,
{\displaystyle \cos \,4\alpha =8\cos ^{4}\alpha -8\cos ^{2}\alpha +1=8\sin ^{4}\alpha -8\sin ^{2}\alpha +1,}
tg
4
α
=
4
tg
α
−
4
tg
3
α
1
−
6
tg
2
α
+
tg
4
α
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \,4\alpha ={\frac {4\,\operatorname {tg} \,\alpha -4\,\operatorname {tg} ^{3}\,\alpha }{1-6\,\operatorname {tg} ^{2}\,\alpha +\operatorname {tg} ^{4}\,\alpha }},}
ctg
4
α
=
ctg
4
α
−
6
ctg
2
α
+
1
4
ctg
3
α
−
4
ctg
α
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,4\alpha ={\frac {\operatorname {ctg} ^{4}\,\alpha -6\,\operatorname {ctg} ^{2}\,\alpha +1}{4\,\operatorname {ctg} ^{3}\,\alpha -4\,\operatorname {ctg} \,\alpha }},}
sin
5
α
=
16
sin
5
α
−
20
sin
3
α
+
5
sin
α
,
{\displaystyle \sin \,5\alpha =16\sin ^{5}\alpha -20\sin ^{3}\alpha +5\sin \alpha ,}
cos
5
α
=
16
cos
5
α
−
20
cos
3
α
+
5
cos
α
,
{\displaystyle \cos \,5\alpha =16\cos ^{5}\alpha -20\cos ^{3}\alpha +5\cos \alpha ,}
tg
5
α
=
tg
α
tg
4
α
−
10
tg
2
α
+
5
5
tg
4
α
−
10
tg
2
α
+
1
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \,5\alpha =\operatorname {tg} \alpha {\frac {\operatorname {tg} ^{4}\alpha -10\operatorname {tg} ^{2}\alpha +5}{5\operatorname {tg} ^{4}\alpha -10\operatorname {tg} ^{2}\alpha +1}},}
ctg
5
α
=
ctg
α
ctg
4
α
−
10
ctg
2
α
+
5
5
ctg
4
α
−
10
ctg
2
α
+
1
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,5\alpha =\operatorname {ctg} \alpha {\frac {\operatorname {ctg} ^{4}\alpha -10\operatorname {ctg} ^{2}\alpha +5}{5\operatorname {ctg} ^{4}\alpha -10\operatorname {ctg} ^{2}\alpha +1}},}
sin
(
n
α
)
=
2
n
−
1
∏
k
=
0
n
−
1
sin
(
α
+
π
k
n
)
{\displaystyle \sin(n\alpha )=2^{n-1}\prod _{k=0}^{n-1}\sin \left(\alpha +{\frac {\pi k}{n}}\right)}
следует из формулы дополнения и формулы Гаусса для гамма-функции .
Из формулы Муавра можно получить следующие общие выражения для кратных углов:
sin
(
n
α
)
=
∑
k
=
0
[
(
n
−
1
)
/
2
]
(
−
1
)
k
(
n
2
k
+
1
)
cos
n
−
2
k
−
1
α
sin
2
k
+
1
α
,
{\displaystyle \sin(n\alpha )=\sum _{k=0}^{[(n-1)/2]}(-1)^{k}{\binom {n}{2k+1}}\cos ^{n-2k-1}\alpha \,\sin ^{2k+1}\alpha ,}
cos
(
n
α
)
=
∑
k
=
0
[
n
/
2
]
(
−
1
)
k
(
n
2
k
)
cos
n
−
2
k
α
sin
2
k
α
,
{\displaystyle \cos(n\alpha )=\sum _{k=0}^{[n/2]}(-1)^{k}{\binom {n}{2k}}\cos ^{n-2k}\alpha \,\sin ^{2k}\alpha ,}
t
g
(
n
α
)
=
sin
(
n
α
)
cos
(
n
α
)
=
∑
k
=
0
[
(
n
−
1
)
/
2
]
(
−
1
)
k
(
n
2
k
+
1
)
t
g
2
k
+
1
α
∑
k
=
0
[
n
/
2
]
(
−
1
)
k
(
n
2
k
)
t
g
2
k
α
,
{\displaystyle \mathrm {tg} (n\alpha )={\frac {\sin(n\alpha )}{\cos(n\alpha )}}={\dfrac {\displaystyle {\sum \limits _{k=0}^{[(n-1)/2]}(-1)^{k}{\binom {n}{2k+1}}\mathrm {tg} ^{2k+1}\alpha }}{\displaystyle {\sum \limits _{k=0}^{[n/2]}(-1)^{k}{\binom {n}{2k}}\mathrm {tg} ^{2k}\alpha }}},}
c
t
g
(
n
α
)
=
cos
(
n
α
)
sin
(
n
α
)
=
∑
k
=
0
[
n
/
2
]
(
−
1
)
k
(
n
2
k
)
c
t
g
n
−
2
k
α
∑
k
=
0
[
(
n
−
1
)
/
2
]
(
−
1
)
k
(
n
2
k
+
1
)
c
t
g
n
−
2
k
−
1
α
,
{\displaystyle \mathrm {ctg} (n\alpha )={\frac {\cos(n\alpha )}{\sin(n\alpha )}}={\dfrac {\displaystyle {\sum \limits _{k=0}^{[n/2]}(-1)^{k}{\binom {n}{2k}}\mathrm {ctg} ^{n-2k}\alpha }}{\displaystyle {\sum \limits _{k=0}^{[(n-1)/2]}(-1)^{k}{\binom {n}{2k+1}}\mathrm {ctg} ^{n-2k-1}\alpha }}},}
где
[
n
]
{\displaystyle [n]}
— целая часть числа
n
{\displaystyle n}
,
(
n
k
)
{\displaystyle {\binom {n}{k}}}
— биномиальный коэффициент .
Формулы половинного угла:
sin
α
2
=
1
−
cos
α
2
,
0
⩽
α
⩽
2
π
,
{\displaystyle \sin {\frac {\alpha }{2}}={\sqrt {\frac {1-\cos \alpha }{2}}},\quad 0\leqslant \alpha \leqslant 2\pi ,}
cos
α
2
=
1
+
cos
α
2
,
−
π
⩽
α
⩽
π
,
{\displaystyle \cos {\frac {\alpha }{2}}={\sqrt {\frac {1+\cos \alpha }{2}}},\quad -\pi \leqslant \alpha \leqslant \pi ,}
tg
α
2
=
1
−
cos
α
sin
α
=
sin
α
1
+
cos
α
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \,{\frac {\alpha }{2}}={\frac {1-\cos \alpha }{\sin \alpha }}={\frac {\sin \alpha }{1+\cos \alpha }},}
ctg
α
2
=
sin
α
1
−
cos
α
=
1
+
cos
α
sin
α
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,{\frac {\alpha }{2}}={\frac {\sin \alpha }{1-\cos \alpha }}={\frac {1+\cos \alpha }{\sin \alpha }},}
tg
α
2
=
1
−
cos
α
1
+
cos
α
,
0
⩽
α
<
π
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \,{\frac {\alpha }{2}}={\sqrt {\frac {1-\cos \alpha }{1+\cos \alpha }}},\quad 0\leqslant \alpha <\pi ,}
ctg
α
2
=
1
+
cos
α
1
−
cos
α
,
0
<
α
⩽
π
.
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,{\frac {\alpha }{2}}={\sqrt {\frac {1+\cos \alpha }{1-\cos \alpha }}},\quad 0<\alpha \leqslant \pi .}
Формулы для произведений функций двух углов:
sin
α
sin
β
=
cos
(
α
−
β
)
−
cos
(
α
+
β
)
2
,
{\displaystyle \sin \alpha \sin \beta ={\frac {\cos(\alpha -\beta )-\cos(\alpha +\beta )}{2}},}
sin
α
cos
β
=
sin
(
α
−
β
)
+
sin
(
α
+
β
)
2
,
{\displaystyle \sin \alpha \cos \beta ={\frac {\sin(\alpha -\beta )+\sin(\alpha +\beta )}{2}},}
cos
α
cos
β
=
cos
(
α
−
β
)
+
cos
(
α
+
β
)
2
,
{\displaystyle \cos \alpha \cos \beta ={\frac {\cos(\alpha -\beta )+\cos(\alpha +\beta )}{2}},}
tg
α
tg
β
=
cos
(
α
−
β
)
−
cos
(
α
+
β
)
cos
(
α
−
β
)
+
cos
(
α
+
β
)
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \,\alpha \,\operatorname {tg} \,\beta ={\frac {\cos(\alpha -\beta )-\cos(\alpha +\beta )}{\cos(\alpha -\beta )+\cos(\alpha +\beta )}},}
tg
α
ctg
β
=
sin
(
α
−
β
)
+
sin
(
α
+
β
)
sin
(
α
+
β
)
−
sin
(
α
−
β
)
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \,\alpha \,\operatorname {ctg} \,\beta ={\frac {\sin(\alpha -\beta )+\sin(\alpha +\beta )}{\sin(\alpha +\beta )-\sin(\alpha -\beta )}},}
ctg
α
ctg
β
=
cos
(
α
−
β
)
+
cos
(
α
+
β
)
cos
(
α
−
β
)
−
cos
(
α
+
β
)
.
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,\alpha \,\operatorname {ctg} \,\beta ={\frac {\cos(\alpha -\beta )+\cos(\alpha +\beta )}{\cos(\alpha -\beta )-\cos(\alpha +\beta )}}.}
Аналогичные формулы для произведений синусов и косинусов трёх углов:
sin
α
sin
β
sin
γ
=
sin
(
α
+
β
−
γ
)
+
sin
(
β
+
γ
−
α
)
+
sin
(
α
−
β
+
γ
)
−
sin
(
α
+
β
+
γ
)
4
,
{\displaystyle \sin \alpha \sin \beta \sin \gamma ={\frac {\sin(\alpha +\beta -\gamma )+\sin(\beta +\gamma -\alpha )+\sin(\alpha -\beta +\gamma )-\sin(\alpha +\beta +\gamma )}{4}},}
sin
α
sin
β
cos
γ
=
−
cos
(
α
+
β
−
γ
)
+
cos
(
β
+
γ
−
α
)
+
cos
(
α
−
β
+
γ
)
−
cos
(
α
+
β
+
γ
)
4
,
{\displaystyle \sin \alpha \sin \beta \cos \gamma ={\frac {-\cos(\alpha +\beta -\gamma )+\cos(\beta +\gamma -\alpha )+\cos(\alpha -\beta +\gamma )-\cos(\alpha +\beta +\gamma )}{4}},}
sin
α
cos
β
cos
γ
=
sin
(
α
+
β
−
γ
)
−
sin
(
β
+
γ
−
α
)
+
sin
(
α
−
β
+
γ
)
−
sin
(
α
+
β
+
γ
)
4
,
{\displaystyle \sin \alpha \cos \beta \cos \gamma ={\frac {\sin(\alpha +\beta -\gamma )-\sin(\beta +\gamma -\alpha )+\sin(\alpha -\beta +\gamma )-\sin(\alpha +\beta +\gamma )}{4}},}
cos
α
cos
β
cos
γ
=
cos
(
α
+
β
−
γ
)
+
cos
(
β
+
γ
−
α
)
+
cos
(
α
−
β
+
γ
)
+
cos
(
α
+
β
+
γ
)
4
.
{\displaystyle \cos \alpha \cos \beta \cos \gamma ={\frac {\cos(\alpha +\beta -\gamma )+\cos(\beta +\gamma -\alpha )+\cos(\alpha -\beta +\gamma )+\cos(\alpha +\beta +\gamma )}{4}}.}
Формулы для произведений тангенсов и котангенсов трёх углов можно получить, поделив правые и левые части соответствующих равенств, представленных выше.
sin
2
α
=
1
−
cos
2
α
2
=
tg
2
α
1
+
tg
2
α
,
{\displaystyle \sin ^{2}\alpha ={\frac {1-\cos 2\,\alpha }{2}}={\frac {\operatorname {tg} ^{2}\,\alpha }{1+\operatorname {tg} ^{2}\,\alpha }},}
cos
2
α
=
1
+
cos
2
α
2
=
ctg
2
α
1
+
ctg
2
α
,
{\displaystyle \cos ^{2}\alpha ={\frac {1+\cos 2\,\alpha }{2}}={\frac {\operatorname {ctg} ^{2}\,\alpha }{1+\operatorname {ctg} ^{2}\,\alpha }},}
tg
2
α
=
1
−
cos
2
α
1
+
cos
2
α
=
sin
2
α
1
−
sin
2
α
,
{\displaystyle \operatorname {tg} ^{2}\,\alpha ={\frac {1-\cos 2\,\alpha }{1+\cos 2\,\alpha }}={\frac {\operatorname {sin} ^{2}\,\alpha }{1-\operatorname {sin} ^{2}\,\alpha }},}
ctg
2
α
=
1
+
cos
2
α
1
−
cos
2
α
=
cos
2
α
1
−
cos
2
α
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} ^{2}\,\alpha ={\frac {1+\cos 2\,\alpha }{1-\cos 2\,\alpha }}={\frac {\operatorname {cos} ^{2}\,\alpha }{1-\operatorname {cos} ^{2}\,\alpha }},}
sin
3
α
=
3
sin
α
−
sin
3
α
4
,
{\displaystyle \sin ^{3}\alpha ={\frac {3\sin \alpha -\sin 3\,\alpha }{4}},}
cos
3
α
=
3
cos
α
+
cos
3
α
4
,
{\displaystyle \cos ^{3}\alpha ={\frac {3\cos \alpha +\cos 3\,\alpha }{4}},}
tg
3
α
=
3
sin
α
−
sin
3
α
3
cos
α
+
cos
3
α
,
{\displaystyle \operatorname {tg} ^{3}\,\alpha ={\frac {3\sin \alpha -\sin 3\,\alpha }{3\cos \alpha +\cos 3\,\alpha }},}
ctg
3
α
=
3
cos
α
+
cos
3
α
3
sin
α
−
sin
3
α
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} ^{3}\,\alpha ={\frac {3\cos \alpha +\cos 3\,\alpha }{3\sin \alpha -\sin 3\,\alpha }},}
sin
4
α
=
cos
4
α
−
4
cos
2
α
+
3
8
,
{\displaystyle \sin ^{4}\alpha ={\frac {\cos 4\alpha -4\cos 2\,\alpha +3}{8}},}
cos
4
α
=
cos
4
α
+
4
cos
2
α
+
3
8
,
{\displaystyle \cos ^{4}\alpha ={\frac {\cos 4\alpha +4\cos 2\,\alpha +3}{8}},}
tg
4
α
=
cos
4
α
−
4
cos
2
α
+
3
cos
4
α
+
4
cos
2
α
+
3
,
{\displaystyle \operatorname {tg} ^{4}\,\alpha ={\frac {\cos 4\alpha -4\cos 2\,\alpha +3}{\cos 4\alpha +4\cos 2\,\alpha +3}},}
ctg
4
α
=
cos
4
α
+
4
cos
2
α
+
3
cos
4
α
−
4
cos
2
α
+
3
.
{\displaystyle \operatorname {ctg} ^{4}\,\alpha ={\frac {\cos 4\alpha +4\cos 2\,\alpha +3}{\cos 4\alpha -4\cos 2\,\alpha +3}}.}
Иллюстрация равенства
sin
x
−
cos
x
=
2
⋅
sin
(
x
−
π
4
)
{\displaystyle \sin x-\cos x={\sqrt {2}}\cdot \sin \left(x-{\pi \over 4}\right)}
sin
α
±
sin
β
=
2
sin
α
±
β
2
cos
α
∓
β
2
,
{\displaystyle \sin \alpha \pm \sin \beta =2\sin {\frac {\alpha \pm \beta }{2}}\cos {\frac {\alpha \mp \beta }{2}},}
cos
α
+
cos
β
=
2
cos
α
+
β
2
cos
α
−
β
2
,
{\displaystyle \cos \alpha +\cos \beta =2\cos {\frac {\alpha +\beta }{2}}\cos {\frac {\alpha -\beta }{2}},}
cos
α
−
cos
β
=
−
2
sin
α
+
β
2
sin
α
−
β
2
,
{\displaystyle \cos \alpha -\cos \beta =-2\sin {\frac {\alpha +\beta }{2}}\sin {\frac {\alpha -\beta }{2}},}
tg
α
±
tg
β
=
sin
(
α
±
β
)
cos
α
cos
β
,
{\displaystyle \operatorname {tg} \alpha \pm \operatorname {tg} \beta ={\frac {\sin(\alpha \pm \beta )}{\cos \alpha \cos \beta }},}
ctg
α
±
ctg
β
=
sin
(
β
±
α
)
sin
α
sin
β
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} \alpha \pm \operatorname {ctg} \beta ={\frac {\sin(\beta \pm \alpha )}{\sin \alpha \sin \beta }},}
1
±
sin
2
α
=
(
sin
α
±
cos
α
)
2
,
{\displaystyle 1\pm \sin {2\alpha }=(\sin \alpha \pm \cos \alpha )^{2},}
sin
α
±
cos
α
=
2
⋅
sin
(
α
±
π
4
)
.
{\displaystyle \sin \alpha \pm \cos \alpha ={\sqrt {2}}\cdot \sin \left(\alpha \pm {\pi \over 4}\right).}
Существует представление:
A
sin
α
+
B
cos
α
=
A
2
+
B
2
sin
(
α
+
ϕ
)
,
{\displaystyle A\sin \alpha +B\cos \alpha ={\sqrt {A^{2}+B^{2}}}\;\sin(\alpha +\phi ),}
где угол
ϕ
{\displaystyle \phi }
находится из соотношений:
sin
ϕ
=
B
A
2
+
B
2
,
{\displaystyle \sin \phi ={\frac {B}{\sqrt {A^{2}+B^{2}}}},}
cos
ϕ
=
A
A
2
+
B
2
.
{\displaystyle \cos \phi ={\frac {A}{\sqrt {A^{2}+B^{2}}}}.}
Все тригонометрические функции можно выразить через тангенс половинного угла:
sin
x
=
sin
x
1
=
2
sin
x
2
cos
x
2
sin
2
x
2
+
cos
2
x
2
=
2
tg
x
2
1
+
tg
2
x
2
,
{\displaystyle \sin x={\frac {\sin x}{1}}={\frac {2\sin {\frac {x}{2}}\cos {\frac {x}{2}}}{\sin ^{2}{\frac {x}{2}}+\cos ^{2}{\frac {x}{2}}}}={\frac {2\operatorname {tg} {\frac {x}{2}}}{1+\operatorname {tg} ^{2}{\frac {x}{2}}}},}
cos
x
=
cos
x
1
=
cos
2
x
2
−
sin
2
x
2
cos
2
x
2
+
sin
2
x
2
=
1
−
tg
2
x
2
1
+
tg
2
x
2
,
{\displaystyle \cos x={\frac {\cos x}{1}}={\frac {\cos ^{2}{\frac {x}{2}}-\sin ^{2}{\frac {x}{2}}}{\cos ^{2}{\frac {x}{2}}+\sin ^{2}{\frac {x}{2}}}}={\frac {1-\operatorname {tg} ^{2}{\frac {x}{2}}}{1+\operatorname {tg} ^{2}{\frac {x}{2}}}},}
tg
x
=
sin
x
cos
x
=
2
tg
x
2
1
−
tg
2
x
2
,
{\displaystyle \operatorname {tg} ~x={\frac {\sin x}{\cos x}}={\frac {2\operatorname {tg} {\frac {x}{2}}}{1-\operatorname {tg} ^{2}{\frac {x}{2}}}},}
ctg
x
=
cos
x
sin
x
=
1
−
tg
2
x
2
2
tg
x
2
,
{\displaystyle \operatorname {ctg} ~x={\frac {\cos x}{\sin x}}={\frac {1-\operatorname {tg} ^{2}{\frac {x}{2}}}{2\operatorname {tg} {\frac {x}{2}}}},}
sec
x
=
1
cos
x
=
1
+
tg
2
x
2
1
−
tg
2
x
2
,
{\displaystyle \sec x={\frac {1}{\cos x}}={\frac {1+\operatorname {tg} ^{2}{\frac {x}{2}}}{1-\operatorname {tg} ^{2}{\frac {x}{2}}}},}
cosec
x
=
1
sin
x
=
1
+
tg
2
x
2
2
tg
x
2
.
{\displaystyle \operatorname {cosec} ~x={\frac {1}{\sin x}}={\frac {1+\operatorname {tg} ^{2}{\frac {x}{2}}}{2\operatorname {tg} {\frac {x}{2}}}}.}
Тригонометрические функции могут быть представлены в виде бесконечного произведения многочленов:
sin
x
=
x
∏
n
=
1
∞
(
1
−
x
2
π
2
n
2
)
,
{\displaystyle \sin x=x\,\prod _{n=1}^{\infty }\left(1-{\frac {x^{2}}{\pi ^{2}n^{2}}}\right),}
cos
x
=
∏
n
=
0
∞
(
1
−
4
x
2
π
2
(
2
n
+
1
)
2
)
.
{\displaystyle \cos x=\prod _{n=0}^{\infty }\left(1-{\frac {4x^{2}}{\pi ^{2}(2n+1)^{2}}}\right).}
Эти соотношения выполняются при любом значении
x
{\displaystyle x}
.
Разложение тангенса в непрерывную дробь :
t
g
x
=
x
1
−
x
2
3
−
x
2
5
−
x
2
7
−
x
2
⋱
{\displaystyle \mathop {\rm {tg}} x={\frac {x}{1-{\frac {x^{2}}{3-{\frac {x^{2}}{5-{\frac {x^{2}}{7-{\frac {x^{2}}{\ddots }}}}}}}}}}}
Все тригонометрические функции непрерывно и неограниченно дифференцируемы на всей области определения:
(
sin
x
)
′
=
cos
x
,
{\displaystyle (\sin x)'=\cos x\,,}
(
cos
x
)
′
=
−
sin
x
,
{\displaystyle (\cos x)'=-\sin x\,,}
(
tg
x
)
′
=
1
cos
2
x
=
1
+
tg
2
x
=
sec
2
x
,
{\displaystyle (\operatorname {tg} x)'={\frac {1}{\cos ^{2}x}}=1+\operatorname {tg} ^{2}x=\sec ^{2}x,}
(
ctg
x
)
′
=
−
1
sin
2
x
=
−
cosec
2
x
,
{\displaystyle (\operatorname {ctg} x)'=-{\frac {1}{\sin ^{2}x}}=-\operatorname {cosec} ^{2}x,}
(
sec
x
)
′
=
sin
x
cos
2
x
=
sec
x
tg
x
,
{\displaystyle (\sec x)'={\frac {\sin x}{\cos ^{2}x}}=\sec x\operatorname {tg} x,}
(
cosec
x
)
′
=
−
cos
x
sin
2
x
.
{\displaystyle (\operatorname {cosec} ~x)'=-{\frac {\cos x}{\sin ^{2}x}}.}
Интегралы тригонометрических функций на области определения выражаются через элементарные функции следующим образом[ 8] :
∫
sin
x
d
x
=
−
cos
x
+
C
,
{\displaystyle \int \sin x\,dx=-\cos x+C\,,}
∫
cos
x
d
x
=
sin
x
+
C
,
{\displaystyle \int \cos x\,dx=\sin x+C\,,}
∫
tg
x
d
x
=
−
ln
|
cos
x
|
+
C
,
{\displaystyle \int \operatorname {tg} x\,dx=-\ln \left|\cos x\right|+C\,,}
∫
ctg
x
d
x
=
ln
|
sin
x
|
+
C
,
{\displaystyle \int \operatorname {ctg} x\,dx=\ln \left|\sin x\right|+C\,,}
∫
sec
x
d
x
=
ln
|
tg
(
π
4
+
x
2
)
|
+
C
,
{\displaystyle \int \sec x\,dx=\ln \left|\operatorname {tg} \,\left({\frac {\pi }{4}}+{\frac {x}{2}}\right)\right|+C\,,}
∫
cosec
x
d
x
=
ln
|
tg
x
2
|
+
C
.
{\displaystyle \int \operatorname {cosec} ~x\,dx=\ln \left|\operatorname {tg} \,{\frac {x}{2}}\right|+C.}
Формула Эйлера :
e
i
ϑ
=
cos
ϑ
+
i
sin
ϑ
.
{\displaystyle e^{i\vartheta }=\cos \vartheta +i\sin \vartheta .}
Формула Эйлера позволяет определить тригонометрические функции от комплексных аргументов через экспоненту по аналогии с гиперболическими функциями , или (с помощью рядов ) как аналитическое продолжение их вещественных аналогов:
sin
z
=
∑
n
=
0
∞
(
−
1
)
n
(
2
n
+
1
)
!
z
2
n
+
1
=
e
i
z
−
e
−
i
z
2
i
=
sh
i
z
i
;
{\displaystyle \sin z=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(-1)^{n}}{(2n+1)!}}z^{2n+1}={\frac {e^{iz}-e^{-iz}}{2i}}\,={\frac {\operatorname {sh} iz}{i}};}
cos
z
=
∑
n
=
0
∞
(
−
1
)
n
(
2
n
)
!
z
2
n
=
e
i
z
+
e
−
i
z
2
=
ch
i
z
;
{\displaystyle \cos z=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(-1)^{n}}{(2n)!}}z^{2n}={\frac {e^{iz}+e^{-iz}}{2}}\,=\operatorname {ch} iz;}
tg
z
=
sin
z
cos
z
=
e
i
z
−
e
−
i
z
i
(
e
i
z
+
e
−
i
z
)
;
{\displaystyle \operatorname {tg} \,z={\frac {\sin z}{\cos z}}={\frac {e^{iz}-e^{-iz}}{i(e^{iz}+e^{-iz})}};}
ctg
z
=
cos
z
sin
z
=
i
(
e
i
z
+
e
−
i
z
)
e
i
z
−
e
−
i
z
;
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,z={\frac {\cos z}{\sin z}}={\frac {i(e^{iz}+e^{-iz})}{e^{iz}-e^{-iz}}};}
sec
z
=
1
cos
z
=
2
e
i
z
+
e
−
i
z
;
{\displaystyle \sec z={\frac {1}{\cos z}}={\frac {2}{e^{iz}+e^{-iz}}};}
cosec
z
=
1
sin
z
=
2
i
e
i
z
−
e
−
i
z
,
{\displaystyle \operatorname {cosec} \,z={\frac {1}{\sin z}}={\frac {2i}{e^{iz}-e^{-iz}}},}
где
i
2
=
−
1.
{\displaystyle i^{2}=-1.}
Соответственно, для вещественного x :
cos
x
=
Re
(
e
i
x
)
,
{\displaystyle \cos x=\operatorname {Re} (e^{ix}),}
sin
x
=
Im
(
e
i
x
)
.
{\displaystyle \sin x=\operatorname {Im} (e^{ix}).}
Комплексные синус и косинус тесно связаны с гиперболическими функциями :
sin
(
x
+
i
y
)
=
sin
x
ch
y
+
i
cos
x
sh
y
,
{\displaystyle \sin(x+iy)=\sin x\,\operatorname {ch} \,y+i\cos x\,\operatorname {sh} \,y,}
cos
(
x
+
i
y
)
=
cos
x
ch
y
−
i
sin
x
sh
y
.
{\displaystyle \cos(x+iy)=\cos x\,\operatorname {ch} \,y-i\sin x\,\operatorname {sh} \,y.}
Большинство перечисленных выше свойств тригонометрических функций сохраняются и в комплексном случае. Некоторые дополнительные свойства:
комплексные синус и косинус, в отличие от вещественных, могут принимать сколь угодно большие по модулю значения;
все нули комплексных синуса и косинуса лежат на вещественной оси.
На следующих графиках изображена комплексная плоскость, а значения функций выделены цветом. Яркость отражает абсолютное значение (чёрный — ноль). Цвет изменяется от аргумента и угла согласно карте .
Тригонометрические функции в комплексной плоскости
sin
z
{\displaystyle \sin \,z}
cos
z
{\displaystyle \cos \,z}
tg
z
{\displaystyle \operatorname {tg} \,z}
ctg
z
{\displaystyle \operatorname {ctg} \,z}
sec
z
{\displaystyle \sec \,z}
cosec
z
{\displaystyle \operatorname {cosec} \,z}
Линия синуса (линия
A
B
{\displaystyle AB}
на рис. 2) у индийских математиков первоначально называлась «арха-джива» («полутетива», то есть половина хорды данной дуги, поскольку дуга с хордой напоминает лук с тетивой ). Затем слово «арха» было отброшено и линию синуса стали называть просто «джива». Арабские математики, переводя индийские книги с санскрита , не перевели слово «джива» арабским словом «ватар», обозначающим тетиву и хорду, а транскрибировали его арабскими буквами и стали называть линию синуса «джиба» (جيب ). Так как в арабском языке краткие гласные не обозначаются, а долгое «и» в слове «джиба» обозначается так же, как полугласная «й», арабы стали произносить название линии синуса как «джайб», что буквально обозначает «впадина», «пазуха». При переводе арабских сочинений на латынь европейские переводчики перевели слово «джайб» латинским словом sinus — «синус», имеющим то же значение (именно в этом значении оно применяется как анатомический термин синус ). Термин «косинус» (лат. cosinus ) — это сокращение от лат. complementi sinus — дополнительный синус.
Современные краткие обозначения
sin
{\displaystyle \sin }
,
cos
{\displaystyle \cos }
введены Уильямом Отредом и Бонавентурой Кавальери и закреплены в трудах Леонарда Эйлера .
Термины «тангенс» (лат. tangens — касающийся) и «секанс» (лат. secans — секущий) были введены датским математиком Томасом Финке в его книге «Геометрия круглого» (Geometria rotundi, 1583). Сам термин тригонометрические функции введён Клюгелем в 1770 году. В XVIII веке Ж. Лагранжем и другими математиками были введены и термины для обратных тригонометрических функций — арксинус, арккосинус, арктангенс, арккотангенс, арксеканс, арккосеканс — с помощью добавления приставки «арк» (от лат. arcus — дуга).
↑ Справочник: Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров) . — М. : Наука, 1973. — 720 с. Архивировано 19 января 2015 года. относит их к специальным функциям .
↑ Знак математический. // Большая советская энциклопедия . 1-е изд. Т. 27. — М., 1933.
↑ Справочник по элементарной математике, 1978 , с. 282—284.
↑ Шахмейстер А. Х. Определение основных тригонометрических функций // Тригонометрия : [рус. ] : книга / А. Х. Шахмейстер; под ред. Б. Г. Зива. — 3-е изд., стереотипное. — М. : Издательство МЦНМО ; СПб. : «Петроглиф» : «Виктория плюс», 2013. — С. 11, 14, 18, 20. — 752 с. : илл. — (Математика. Элективные курсы). — 1500 экз. — ББК 22.141я71.6 . — УДК 373.167.1:512(G) . — ISBN 978-5-4439-0050-6 . — ISBN 978-5-98712-042-2 . — ISBN 978-5-91673-097-5 .
↑ Справочник по элементарной математике, 1978 , с. 271—272.
↑ Латинско-русский словарь (неопр.) . Дата обращения: 9 апреля 2023. Архивировано 9 апреля 2023 года.
↑ Ильин В. А. , Позняк Э. Г. Основы математического анализа. Ч. 1. — М. : Наука , 1998. — ISBN 5-02-015231-5 .
↑ В формулах, содержащих логарифм в правой части равенств, константы интегрирования
C
{\displaystyle \scriptstyle C}
, вообще говоря, различны для различных интервалов непрерывности.
Бермант А. Ф., Люстерник Л. А. Тригонометрия. — М.: Наука, 1967.
Тригонометрические функции — статья из Большой советской энциклопедии . . Т. 26. — М.: Советская энциклопедия , 1977. — С. 204—206.
Бронштейн И. Н. , Семендяев К. А. Прямолинейная тригонометрия // Справочник по математике . — Изд. 7-е, стереотипное. — М. : Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1967. — С. 179—184.
Выгодский М. Я. Справочник по элементарной математике . — М. : Наука, 1978.
Двайт Г. Б. Тригонометрические функции // Таблицы интегралов и другие математические формулы. — 4-е изд. — М. : Наука, 1973. — С. 70—102.
Кожеуров П. А . Тригонометрия. — М.: Физматгиз, 1963.
Маркушевич А. И . Замечательные синусы. — М.: Наука, 1974.
Тригонометрические функции // Математическая энциклопедия . — М.: Советская энциклопедия, 1984.
Тригонометрические функции // Энциклопедический словарь юного математика. — М.: Педагогика , 1985. — С. 299—301—305. — 352 с. — ISBN 5-7155-0218-7 /
Тригонометрические функции // Справочник по математике (для ср. уч. заведений) / Цыпкин А. Г., под ред. Степанова С. А. — 3-е изд. — М.: Наука, Гл. редакция физ.-мат. литературы, 1983. — С. 240—258. — 480 с.
Ссылки на внешние ресурсы
Словари и энциклопедии
В библиографических каталогах