在几何上依据以O为中心的单位圆可以构造角θ的很多三角函数 幾個三角函數的圖形,分別為正弦、餘弦、正切、餘切、正割、餘割和正矢。配色與上圖相同
单位圆的角度 在数学中,三角恒等式是对出现的所有值都为實变量,涉及到三角函数的等式。这些恒等式在表达式中有些三角函数需要简化的时候是很有用的。一个重要应用是非三角函数的积分:一个常用技巧是首先使用使用三角函数的代换规则,则通过三角恒等式可简化结果的积分。
为了避免由于
的不同意思所带来的混淆,我們經常用下列兩個表格來表示三角函数的倒数和反函数。另外在表示余割函数時,'
'有时會寫成比較长的'
'。
不同的角度度量适合于不同的情况。本表展示最常用的系统。弧度是缺省的角度量并用在指数函数中。所有角度度量都是无单位的。另外在計算機中角度的符號為D,弧度的符號為R,梯度的符號為G。
相同角度的轉換表 角度單位 | 值 | 計算機中代號 |
轉 | | | | | | | | | 無 |
角度 | | | | | | | | | D |
弧度 | | | | | | | | | R |
梯度 | | | | | | | | | G |
三角函數間的關係,可分成正函數和餘函數 畢達哥拉斯三角恒等式如下:
|
|
|
由上面的平方關係加上三角函數的基本定義,可以導出下面的表格,即每個三角函數都可以用其他五個表達。(严谨地说,所有根号前都应根据实际情况添加正负号)
函數 | | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
正矢、餘矢、半正矢、半餘矢、外正割用於航行。例如半正矢可以計算球體上的兩個點之間的距離,但它們不常用。
名稱 | 函數 | 值[1] |
正矢, versine | 

| |
餘的正矢, vercosine | | |
餘矢, coversine | 
| |
餘的餘矢, covercosine | | |
半正矢, haversine | | |
餘的半正矢, havercosine | | |
半餘矢, hacoversine cohaversine | | |
餘的半餘矢, hacovercosine cohavercosine | | |
外正割,exsecant | | |
外餘割,excosecant | | |
弦函數, chord | | |
純虛數指數函數, cosine and imaginary unit sine | | |
輻角,Argument | | |
通過檢視單位圓,可確立三角函數的下列性質,這些性質也被稱為誘導公式:
當三角函数反射自某个特定的
值,結果經常是另一个其他三角函數。這導致了下列恆等式:
反射於 | 反射於 | 反射於 | 反射於 |
| | | |
通過旋轉特定角度移位三角函數,經常可以找到更簡單的表達结果的不同的三角函數。例如通過旋轉
、
和
弧度移位函數。因爲這些函數的周期要麼是
要麼是
,所以新函數和沒有移位的舊函數完全一樣。
移位 | 移位 | 移位 | 移位 |
和 的周期 | , , 和 的周期 |
| | | |
正弦與餘弦的角和公式的圖形證明法。使用了相似三角形的性質與三角函數的定義,強調的線段是單位長度
正切的角和公式的圖形證明法。使用了相似三角形的性質與三角函數的定義,強調的線段是單位長度。 又稱做“和差定理”、“和差公式”或“和角公式”。最簡要的檢定方式是使用歐拉公式[註 1]。
根据
,以及和差恒等式,可以得到同角的正弦余弦的和差关系,例如,




這里的"
"意味著索引
遍歷集合
的大小為
的所有子集的集合。
在这两个恒等式中出现了在有限多项中不出现的不对称:在每个乘积中,只有有限多个正弦因子和餘有限多个余弦因子。
如果只有有限多项
是非零,则在右边只有有限多项是非零,因为正弦因子将变为零,而在每个项中,所有却有限多的余弦因子将是单位一。
设
,对于
。设
是变量
,
,
的
次基本对称多项式。则

项的数目依赖于
。例如,

并以此类推。一般情况可通过数学归纳法证明。
是 次切比雪夫多项式 | |
是 次伸展多项式 | |
棣莫弗定理, 是虚单位 | |
。
(這個
的函數是狄利克雷核。)
這些公式可以使用和差恒等式或多倍角公式来证明。
| 弦 | 切 | 割 |
雙倍角公式 | 正 | | | |
餘 | | | |
降次公式 | 正 | | | |
餘 | | | |
三倍角公式 | 正 | | | |
餘 | | | |
半角公式 | 正 | | | |
餘 | | | |
参见正切半角公式,它也叫做“万能公式”。
- 正矢

- 餘矢

从解余弦二倍角公式的第二和第三版本得到。
正弦 | 餘弦 | 其他 |
| | |
| | |
| | |
| | |
| 餘弦 | 正弦 |
如果 是奇數 | | |
如果 是偶數 | | |
[2]
[2]
,
,
,
,
,
,
數學家韋達在其三角學著作《應用於三角形的數學定律》給出积化和差与和差化积恒等式。积化和差恒等式可以通过展开角的和差恒等式的右手端来证明。
积化和差 | 和差化积 |
| |
| |
| |
| |
(可藉由積化和差公式+2倍角公式推導而來)
- 如果
, - 那么

- 如果
, - 那么

- 如果
, - 那么


- 如果
(半圆) - 那么:

(前三个等式是一般情况;第四个是本质。)