三角函数是一类与角度相关的数学函数,它们在几何、三角学、物理学和工程学等领域有广泛应用。以下是三角函数的几种主要定义:
直角三角形定义
对于一个直角三角形,设∠ACB为直角,AB为斜边,AC和BC为直角边。对于∠BAC,有以下定义:
对边(opposite):a = BC
斜边(hypotenuse):h = AB
邻边(adjacent):b = AC
三角函数可以定义为包含这个角的直角三角形的两个边的比率,例如:
正弦(sine, sin):对边与斜边的比率,即 sin(α) = a/h
余弦(cosine, cos):邻边与斜边的比率,即 cos(α) = b/h
正切(tangent, tan):对边与邻边的比率,即 tan(α) = a/b
单位圆定义
在平面直角坐标系中,以原点为圆心,半径为1的圆称为单位圆。对于任意角α,其终边与单位圆的交点坐标为(x, y)。则三角函数可以定义为:
正弦(sine, sin):y坐标,即 sin(α) = y
余弦(cosine, cos):x坐标,即 cos(α) = x
正切(tangent, tan):y坐标与x坐标的比率,即 tan(α) = y/x
无穷级数或微分方程定义
在数学分析中,三角函数也可以定义为无穷级数或特定微分方程的解,允许它们的取值扩展到任意实数值,甚至是复数值
这些定义在不同的数学文献和应用场景中可能会有所不同,但它们都是等价的,可以通过数学转换相互得到。