余弦函数(cosx)是三角函数中的一种,表示角x的终边与单位圆交点的横坐标。其定义和性质如下:
一、基本定义
在直角坐标系中,单位圆(半径为1的圆)上任意一点P(x, y)对应的角x满足:
$$cos x = x$$
即角x的余弦值等于其终边与单位圆交点的横坐标。
二、特殊角度的余弦值
| 角度x(弧度) | 余弦值(cosx) |
|----------------|----------------|
| 0 | 1 |
| π/2| 0 |
| π | -1 |
| 3π/2 | 0 |
| 2π | 1 |
| 90°(π/2弧度) | 0 |
| 180°(π弧度) | -1 |
| 270°(3π/2弧度) | 0 |
三、函数性质
周期性 :余弦函数是周期函数,周期为 $2pi$,即 $cos(x + 2kpi) = cos x$(k为整数)。奇偶性:
余弦函数是偶函数,满足 $cos(-x) = cos x$。
值域:
余弦函数的值域为 $[-1, 1]$。
四、计算方法
单位圆法:
通过角x的终边与单位圆的交点坐标直接读取横坐标。
三角函数关系
- 平方关系:$sin^2 x + cos^2 x = 1$,可变形为 $cos x = pmsqrt{1 - sin^2 x}$;
- 诱导公式:$cos(pi/2 + x) = -sin x$,$cos(-x) = cos x$;
- 二倍角公式:$cos 2x = 2cos^2 x - 1$,可变形为 $cos x = sqrt{frac{1 + cos 2x}{2}}$。
五、应用场景
余弦函数在物理、工程、计算机科学等领域有广泛应用,例如:
描述周期性现象(如波动、振动);
计算向量投影;
解决几何问题(如三角形边长计算)。
以上内容综合了余弦函数的定义、特殊值、性质及计算方法,涵盖基础到进阶应用场景。