Ein Dreieck mit den üblichen Bezeichnungen
Die folgende Liste enthält die meisten bekannten Formeln aus der Trigonometrie in der Ebene . Die meisten dieser Beziehungen verwenden trigonometrische Funktionen .
Dabei werden die folgenden Bezeichnungen verwendet: Das Dreieck
A
B
C
{\displaystyle ABC}
habe die Seiten
a
=
B
C
{\displaystyle a=BC}
,
b
=
C
A
{\displaystyle b=CA}
und
c
=
A
B
{\displaystyle c=AB}
, die Winkel
α
{\displaystyle \alpha }
,
β
{\displaystyle \beta }
und
γ
{\displaystyle \gamma }
bei den Ecken
A
{\displaystyle A}
,
B
{\displaystyle B}
und
C
{\displaystyle C}
. Ferner seien
r
{\displaystyle r}
der Umkreisradius ,
ρ
{\displaystyle \rho }
der Inkreisradius und
ρ
a
{\displaystyle \rho _{a}}
,
ρ
b
{\displaystyle \rho _{b}}
und
ρ
c
{\displaystyle \rho _{c}}
die Ankreisradien (und zwar die Radien der Ankreise, die den Ecken
A
{\displaystyle A}
,
B
{\displaystyle B}
bzw.
C
{\displaystyle C}
gegenüberliegen) des Dreiecks
A
B
C
{\displaystyle ABC}
. Die Variable
s
{\displaystyle s}
steht für den halben Umfang des Dreiecks
A
B
C
{\displaystyle ABC}
:
s
=
a
+
b
+
c
2
{\displaystyle s={\frac {a+b+c}{2}}}
.
Schließlich wird die Fläche des Dreiecks
A
B
C
{\displaystyle ABC}
mit
F
{\displaystyle F}
bezeichnet. Alle anderen Bezeichnungen werden jeweils in den entsprechenden Abschnitten, in denen sie vorkommen, erläutert.
Es ist zu beachten, dass hier die Bezeichnungen für den Umkreisradius
r
{\displaystyle r}
, den Inkreisradius
ρ
{\displaystyle \rho }
und die drei Ankreisradien
ρ
a
{\displaystyle \rho _{a}}
,
ρ
b
{\displaystyle \rho _{b}}
,
ρ
c
{\displaystyle \rho _{c}}
benutzt werden. Oft werden davon abweichend für dieselben Größen auch die Bezeichnungen
R
{\displaystyle R}
,
r
{\displaystyle r}
,
r
a
{\displaystyle r_{a}}
,
r
b
{\displaystyle r_{b}}
,
r
c
{\displaystyle r_{c}}
verwendet.
Winkelsumme
α
+
β
+
γ
=
180
∘
{\displaystyle \alpha +\beta +\gamma =180^{\circ }}
Projektionssatz
a
=
b
cos
γ
+
c
cos
β
{\displaystyle a=b\,\cos \gamma +c\,\cos \beta }
b
=
c
cos
α
+
a
cos
γ
{\displaystyle b=c\,\cos \alpha +a\,\cos \gamma }
c
=
a
cos
β
+
b
cos
α
{\displaystyle c=a\,\cos \beta +b\,\cos \alpha }
b
+
c
a
=
cos
β
−
γ
2
sin
α
2
,
c
+
a
b
=
cos
γ
−
α
2
sin
β
2
,
a
+
b
c
=
cos
α
−
β
2
sin
γ
2
{\displaystyle {\frac {b+c}{a}}={\frac {\cos {\frac {\beta -\gamma }{2}}}{\sin {\frac {\alpha }{2}}}},\quad {\frac {c+a}{b}}={\frac {\cos {\frac {\gamma -\alpha }{2}}}{\sin {\frac {\beta }{2}}}},\quad {\frac {a+b}{c}}={\frac {\cos {\frac {\alpha -\beta }{2}}}{\sin {\frac {\gamma }{2}}}}}
b
−
c
a
=
sin
β
−
γ
2
cos
α
2
,
c
−
a
b
=
sin
γ
−
α
2
cos
β
2
,
a
−
b
c
=
sin
α
−
β
2
cos
γ
2
{\displaystyle {\frac {b-c}{a}}={\frac {\sin {\frac {\beta -\gamma }{2}}}{\cos {\frac {\alpha }{2}}}},\quad {\frac {c-a}{b}}={\frac {\sin {\frac {\gamma -\alpha }{2}}}{\cos {\frac {\beta }{2}}}},\quad {\frac {a-b}{c}}={\frac {\sin {\frac {\alpha -\beta }{2}}}{\cos {\frac {\gamma }{2}}}}}
Flächeninhalt und Umkreisradius
Der Flächeninhalt des Dreiecks wird hier mit
F
{\displaystyle F}
bezeichnet (nicht, wie heute üblich, mit
A
{\displaystyle A}
, um eine Verwechselung mit der Dreiecksecke
A
{\displaystyle A}
auszuschließen):
Heronsche Formel:
F
=
s
(
s
−
a
)
(
s
−
b
)
(
s
−
c
)
=
1
4
(
a
+
b
+
c
)
(
b
+
c
−
a
)
(
c
+
a
−
b
)
(
a
+
b
−
c
)
{\displaystyle F={\sqrt {s\left(s-a\right)\left(s-b\right)\left(s-c\right)}}={\frac {1}{4}}{\sqrt {\left(a+b+c\right)\left(b+c-a\right)\left(c+a-b\right)\left(a+b-c\right)}}}
F
=
1
4
2
(
b
2
c
2
+
c
2
a
2
+
a
2
b
2
)
−
(
a
4
+
b
4
+
c
4
)
{\displaystyle F={\frac {1}{4}}{\sqrt {2\left(b^{2}c^{2}+c^{2}a^{2}+a^{2}b^{2}\right)-\left(a^{4}+b^{4}+c^{4}\right)}}}
Weitere Flächenformeln:
F
=
1
2
b
c
sin
α
=
1
2
c
a
sin
β
=
1
2
a
b
sin
γ
{\displaystyle F={\frac {1}{2}}bc\sin \alpha ={\frac {1}{2}}ca\sin \beta ={\frac {1}{2}}ab\sin \gamma }
F
=
1
2
a
h
a
=
1
2
b
h
b
=
1
2
c
h
c
{\displaystyle F={\frac {1}{2}}ah_{a}={\frac {1}{2}}bh_{b}={\frac {1}{2}}ch_{c}}
, wobei
h
a
{\displaystyle h_{a}}
,
h
b
{\displaystyle h_{b}}
und
h
c
{\displaystyle h_{c}}
die Längen der von
A
{\displaystyle A}
,
B
{\displaystyle B}
bzw.
C
{\displaystyle C}
ausgehenden Höhen des Dreiecks
A
B
C
{\displaystyle ABC}
sind.
F
=
2
r
2
sin
α
sin
β
sin
γ
{\displaystyle F=2r^{2}\sin \,\alpha \,\sin \,\beta \,\sin \,\gamma }
F
=
a
b
c
4
r
{\displaystyle F={\frac {abc}{4r}}}
F
=
ρ
s
=
ρ
a
(
s
−
a
)
=
ρ
b
(
s
−
b
)
=
ρ
c
(
s
−
c
)
{\displaystyle F=\rho s=\rho _{a}\left(s-a\right)=\rho _{b}\left(s-b\right)=\rho _{c}\left(s-c\right)}
F
=
ρ
ρ
a
ρ
b
ρ
c
{\displaystyle F={\sqrt {\rho \rho _{a}\rho _{b}\rho _{c}}}}
F
=
4
ρ
r
cos
α
2
cos
β
2
cos
γ
2
{\displaystyle F=4\rho r\cos \,{\frac {\alpha }{2}}\,\cos \,{\frac {\beta }{2}}\,\cos \,{\frac {\gamma }{2}}}
F
=
s
2
tan
α
2
tan
β
2
tan
γ
2
{\displaystyle F=s^{2}\tan \,{\frac {\alpha }{2}}\,\tan \,{\frac {\beta }{2}}\,\tan \,{\frac {\gamma }{2}}}
F
=
ρ
2
h
a
h
b
h
c
(
h
a
−
2
ρ
)
(
h
b
−
2
ρ
)
(
h
c
−
2
ρ
)
{\displaystyle F=\rho ^{2}{\sqrt {\dfrac {h_{a}\,h_{b}\,h_{c}}{(h_{a}-2\rho )(h_{b}-2\rho )(h_{c}-2\rho )}}}}
, mit
1
ρ
=
1
h
a
+
1
h
b
+
1
h
c
{\displaystyle {\dfrac {1}{\rho }}={\dfrac {1}{h_{a}}}+{\dfrac {1}{h_{b}}}+{\dfrac {1}{h_{c}}}}
F
=
r
h
a
h
b
h
c
2
{\displaystyle F={\sqrt {\dfrac {r\,h_{a}\,h_{b}\,h_{c}}{2}}}}
F
=
h
a
h
b
h
c
2
ρ
(
sin
α
+
sin
β
+
sin
γ
)
{\displaystyle F={\dfrac {\,h_{a}\,h_{b}\,h_{c}}{2\rho \,{(\sin \alpha +\sin \beta +\sin \gamma )}}}}
Erweiterter Sinussatz:
a
sin
α
=
b
sin
β
=
c
sin
γ
=
2
r
=
a
b
c
2
F
{\displaystyle {\frac {a}{\sin \alpha }}={\frac {b}{\sin \beta }}={\frac {c}{\sin \gamma }}=2r={\frac {abc}{2F}}}
a
=
2
r
sin
α
{\displaystyle a=2r\,\sin \alpha }
b
=
2
r
sin
β
{\displaystyle b=2r\,\sin \beta }
c
=
2
r
sin
γ
{\displaystyle c=2r\,\sin \gamma }
r
=
a
b
c
4
F
{\displaystyle r={\frac {abc}{4F}}}
Die trigonometrischen Funktionen am Einheitskreis :
C
P
¯
=
sin
b
{\displaystyle {\overline {CP}}=\sin b}
S
P
¯
=
cos
b
{\displaystyle {\overline {SP}}=\cos b}
D
T
¯
=
tan
b
{\displaystyle {\overline {DT}}=\tan b}
E
K
¯
=
cot
b
{\displaystyle {\overline {EK}}=\cot b}
O
T
¯
=
sec
b
{\displaystyle {\overline {OT}}=\operatorname {sec} \,b}
O
K
¯
=
csc
b
{\displaystyle {\overline {OK}}=\operatorname {csc} \,b}
Periodizität
sin
x
=
sin
(
x
+
2
n
π
)
;
n
∈
Z
{\displaystyle \sin x\quad =\quad \sin(x+2n\pi );\quad n\in \mathbb {Z} }
cos
x
=
cos
(
x
+
2
n
π
)
;
n
∈
Z
{\displaystyle \cos x\quad =\quad \cos(x+2n\pi );\quad n\in \mathbb {Z} }
tan
x
=
tan
(
x
+
n
π
)
;
n
∈
Z
{\displaystyle \tan x\quad =\quad \tan(x+n\pi );\quad n\in \mathbb {Z} }
cot
x
=
cot
(
x
+
n
π
)
;
n
∈
Z
{\displaystyle \cot x\quad =\quad \cot(x+n\pi );\quad n\in \mathbb {Z} }
Gegenseitige Darstellung
Die trigonometrischen Funktionen lassen sich ineinander umwandeln oder gegenseitig darstellen. Es gelten folgende Zusammenhänge:
tan
x
=
sin
x
cos
x
{\displaystyle \tan x={\frac {\sin x}{\cos x}}}
sin
2
x
+
cos
2
x
=
1
{\displaystyle \sin ^{2}x+\cos ^{2}x=1}
(„Trigonometrischer Pythagoras “)
1
+
tan
2
x
=
1
cos
2
x
=
sec
2
x
{\displaystyle 1+\tan ^{2}x={\frac {1}{\cos ^{2}x}}=\sec ^{2}x}
1
+
cot
2
x
=
1
sin
2
x
=
csc
2
x
{\displaystyle 1+\cot ^{2}x={\frac {1}{\sin ^{2}x}}=\csc ^{2}x}
(Siehe auch den Abschnitt Phasenverschiebungen .)
Mittels dieser Gleichungen lassen sich die drei vorkommenden Funktionen durch eine der beiden anderen darstellen:
sin
x
=
1
−
cos
2
x
{\displaystyle \sin x\;=\;{\sqrt {1-\cos ^{2}x}}}
für
x
∈
[
0
,
π
[
=
[
0
∘
,
180
∘
[
{\displaystyle x\in \left[0,\pi \right[\quad =\quad [0^{\circ },180^{\circ }[}
sin
x
=
−
1
−
cos
2
x
{\displaystyle \sin x\;=\;-{\sqrt {1-\cos ^{2}x}}}
für
x
∈
[
π
,
2
π
[
=
[
180
∘
,
360
∘
[
{\displaystyle x\in \left[\pi ,2\pi \right[\quad =\quad [180^{\circ },360^{\circ }[}
sin
x
=
tan
x
1
+
tan
2
x
{\displaystyle \sin x\;=\;{\frac {\tan x}{\sqrt {1+\tan ^{2}x}}}}
für
x
∈
[
0
,
π
2
[
∪
]
3
π
2
,
2
π
[
=
[
0
∘
,
90
∘
[
∪
]
270
∘
,
360
∘
[
{\displaystyle x\in \left[0,{\frac {\pi }{2}}\right[\;\cup \;\left]{\frac {3\pi }{2}},2\pi \right[\quad =\quad [0^{\circ },90^{\circ }[\;\cup \;]270^{\circ },360^{\circ }[}
sin
x
=
−
tan
x
1
+
tan
2
x
{\displaystyle \sin x\;=\;-{\frac {\tan x}{\sqrt {1+\tan ^{2}x}}}}
für
x
∈
]
π
2
,
3
π
2
[
=
]
90
∘
,
270
∘
[
{\displaystyle x\in \left]{\frac {\pi }{2}},{\frac {3\pi }{2}}\right[\quad =\quad ]90^{\circ },270^{\circ }[}
cos
x
=
1
−
sin
2
x
{\displaystyle \cos x\;=\;{\sqrt {1-\sin ^{2}x}}}
für
x
∈
[
0
,
π
2
[
∪
[
3
π
2
,
2
π
[
=
[
0
∘
,
90
∘
[
∪
[
270
∘
,
360
∘
[
{\displaystyle x\in \left[0,{\frac {\pi }{2}}\right[\;\cup \;\left[{\frac {3\pi }{2}},2\pi \right[\quad =\quad [0^{\circ },90^{\circ }[\;\cup \;[270^{\circ },360^{\circ }[}
cos
x
=
−
1
−
sin
2
x
{\displaystyle \cos x\;=\;-{\sqrt {1-\sin ^{2}x}}}
für
x
∈
[
π
2
,
3
π
2
[
=
[
90
∘
,
270
∘
[
{\displaystyle x\in \left[{\frac {\pi }{2}},{\frac {3\pi }{2}}\right[\quad =\quad [90^{\circ },270^{\circ }[}
cos
x
=
1
1
+
tan
2
x
{\displaystyle \cos x={\frac {1}{\sqrt {1+\tan ^{2}x}}}}
für
x
∈
[
0
,
π
2
[
∪
]
3
π
2
,
2
π
[
=
[
0
∘
,
90
∘
[
∪
]
270
∘
,
360
∘
[
{\displaystyle x\in \left[0,{\frac {\pi }{2}}\right[\;\cup \;\left]{\frac {3\pi }{2}},2\pi \right[\quad =\quad [0^{\circ },90^{\circ }[\;\cup \;]270^{\circ },360^{\circ }[}
cos
x
=
−
1
1
+
tan
2
x
{\displaystyle \cos x=-{\frac {1}{\sqrt {1+\tan ^{2}x}}}}
für
x
∈
]
π
2
,
3
π
2
[
=
]
90
∘
,
270
∘
[
{\displaystyle x\in \left]{\frac {\pi }{2}},{\frac {3\pi }{2}}\right[\quad =\quad ]90^{\circ },270^{\circ }[}
tan
x
=
1
−
cos
2
x
cos
x
{\displaystyle \tan x={\frac {\sqrt {1-\cos ^{2}x}}{\cos x}}}
für
x
∈
[
0
,
π
2
[
∪
]
π
2
,
π
[
=
[
0
∘
,
90
∘
[
∪
]
90
∘
,
180
∘
[
{\displaystyle x\in \left[0,{\frac {\pi }{2}}\right[\;\cup \;\left]{\frac {\pi }{2}},\pi \right[\quad =\quad [0^{\circ },90^{\circ }[\;\cup \;]90^{\circ },180^{\circ }[}
tan
x
=
−
1
−
cos
2
x
cos
x
{\displaystyle \tan x=-{\frac {\sqrt {1-\cos ^{2}x}}{\cos x}}}
für
x
∈
[
π
,
3
π
2
[
∪
]
3
π
2
,
2
π
[
=
[
180
∘
,
270
∘
[
∪
]
270
∘
,
360
∘
[
{\displaystyle x\in \left[\pi ,{\frac {3\pi }{2}}\right[\;\cup \;\left]{\frac {3\pi }{2}},2\pi \right[\quad =\quad [180^{\circ },270^{\circ }[\;\cup \;]270^{\circ },360^{\circ }[}
tan
x
=
sin
x
1
−
sin
2
x
{\displaystyle \tan x={\frac {\sin x}{\sqrt {1-\sin ^{2}x}}}}
für
x
∈
[
0
,
π
2
[
∪
]
3
π
2
,
2
π
[
=
[
0
∘
,
90
∘
[
∪
]
270
∘
,
360
∘
[
{\displaystyle x\in \left[0,{\frac {\pi }{2}}\right[\;\cup \;\left]{\frac {3\pi }{2}},2\pi \right[\quad =\quad [0^{\circ },90^{\circ }[\;\cup \;]270^{\circ },360^{\circ }[}
tan
x
=
−
sin
x
1
−
sin
2
x
{\displaystyle \tan x=-{\frac {\sin x}{\sqrt {1-\sin ^{2}x}}}}
für
x
∈
]
π
2
,
3
π
2
[
=
]
90
∘
,
270
∘
[
{\displaystyle x\in \left]{\frac {\pi }{2}},{\frac {3\pi }{2}}\right[\quad =\quad ]90^{\circ },270^{\circ }[}
Vorzeichen der Winkelfunktionen
sin
x
>
0
für
x
∈
]
0
∘
,
180
∘
[
{\displaystyle \sin x>0\quad {\text{für}}\quad x\in \left]0^{\circ },180^{\circ }\right[}
sin
x
<
0
für
x
∈
]
180
∘
,
360
∘
[
{\displaystyle \sin x<0\quad {\text{für}}\quad x\in \left]180^{\circ },360^{\circ }\right[}
cos
x
>
0
für
x
∈
[
0
∘
,
90
∘
[
∪
]
270
∘
,
360
∘
]
{\displaystyle \cos x>0\quad {\text{für}}\quad x\in \left[0^{\circ },90^{\circ }\right[\cup \left]270^{\circ },360^{\circ }\right]}
cos
x
<
0
für
x
∈
]
90
∘
,
270
∘
[
{\displaystyle \cos x<0\quad {\text{für}}\quad x\in \left]90^{\circ },270^{\circ }\right[}
tan
x
>
0
für
x
∈
]
0
∘
,
90
∘
[
∪
]
180
∘
,
270
∘
[
{\displaystyle \tan x>0\quad {\text{für}}\quad x\in \left]0^{\circ },90^{\circ }\right[\cup \left]180^{\circ },270^{\circ }\right[}
tan
x
<
0
für
x
∈
]
90
∘
,
180
∘
[
∪
]
270
∘
,
360
∘
[
{\displaystyle \tan x<0\quad {\text{für}}\quad x\in \left]90^{\circ },180^{\circ }\right[\cup \left]270^{\circ },360^{\circ }\right[}
Die Vorzeichen von
cot
{\displaystyle \cot }
,
sec
{\displaystyle \sec }
und
csc
{\displaystyle \csc }
stimmen überein mit denen ihrer Kehrwertfunktionen
tan
{\displaystyle \tan }
,
cos
{\displaystyle \cos }
bzw.
sin
{\displaystyle \sin }
.
Wichtige Funktionswerte
Darstellung wichtiger Funktionswerte von Kosinus (1. Klammerwert) und Sinus (2. Klammerwert) auf dem Einheitskreis
Weitere Informationen , ...
α
{\displaystyle \alpha }
α
{\displaystyle \alpha }
(rad)
sin
α
{\displaystyle \sin \alpha }
cos
α
{\displaystyle \cos \alpha }
tan
α
{\displaystyle \tan \alpha }
cot
α
{\displaystyle \cot \alpha }
0
∘
{\displaystyle 0^{\circ }}
0
{\displaystyle \,0}
0
{\displaystyle \,0}
1
{\displaystyle \,1}
0
{\displaystyle \,0}
±
∞
{\displaystyle \pm \infty }
15
∘
{\displaystyle 15^{\circ }}
π
12
{\displaystyle {\tfrac {\pi }{12}}}
1
4
(
6
−
2
)
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}({\sqrt {6}}-{\sqrt {2}})}
1
4
(
6
+
2
)
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}({\sqrt {6}}+{\sqrt {2}})}
2
−
3
{\displaystyle 2-{\sqrt {3}}}
2
+
3
{\displaystyle 2+{\sqrt {3}}}
18
∘
{\displaystyle 18^{\circ }}
π
10
{\displaystyle {\tfrac {\pi }{10}}}
1
4
(
5
−
1
)
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}\left({\sqrt {5}}-1\right)}
1
4
10
+
2
5
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}{\sqrt {10+2{\sqrt {5}}}}}
1
5
25
−
10
5
{\displaystyle {\tfrac {1}{5}}{\sqrt {25-10{\sqrt {5}}}}}
5
+
2
5
{\displaystyle {\sqrt {5+2{\sqrt {5}}}}}
30
∘
{\displaystyle 30^{\circ }}
π
6
{\displaystyle {\tfrac {\pi }{6}}}
1
2
{\displaystyle {\tfrac {1}{2}}}
1
2
3
{\displaystyle {\tfrac {1}{2}}{\sqrt {3}}}
1
3
3
{\displaystyle {\tfrac {1}{3}}{\sqrt {3}}}
3
{\displaystyle {\sqrt {3}}}
36
∘
{\displaystyle 36^{\circ }}
π
5
{\displaystyle {\tfrac {\pi }{5}}}
1
4
10
−
2
5
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}{\sqrt {10-2{\sqrt {5}}}}}
1
4
(
1
+
5
)
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}\left(1+{\sqrt {5}}\right)}
5
−
2
5
{\displaystyle {\sqrt {5-2{\sqrt {5}}}}}
1
5
25
+
10
5
{\displaystyle {\tfrac {1}{5}}{\sqrt {25+10{\sqrt {5}}}}}
45
∘
{\displaystyle 45^{\circ }}
π
4
{\displaystyle {\tfrac {\pi }{4}}}
1
2
2
{\displaystyle {\tfrac {1}{2}}{\sqrt {2}}}
1
2
2
{\displaystyle {\tfrac {1}{2}}{\sqrt {2}}}
1
{\displaystyle 1\,}
1
{\displaystyle 1\,}
54
∘
{\displaystyle 54^{\circ }}
3
π
10
{\displaystyle {\tfrac {3\pi }{10}}}
1
4
(
1
+
5
)
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}\left(1+{\sqrt {5}}\right)}
1
4
10
−
2
5
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}{\sqrt {10-2{\sqrt {5}}}}}
1
5
25
+
10
5
{\displaystyle {\tfrac {1}{5}}{\sqrt {25+10{\sqrt {5}}}}}
5
−
2
5
{\displaystyle {\sqrt {5-2{\sqrt {5}}}}}
60
∘
{\displaystyle 60^{\circ }}
π
3
{\displaystyle {\tfrac {\pi }{3}}}
1
2
3
{\displaystyle {\tfrac {1}{2}}{\sqrt {3}}}
1
2
{\displaystyle {\tfrac {1}{2}}}
3
{\displaystyle {\sqrt {3}}}
1
3
3
{\displaystyle {\tfrac {1}{3}}{\sqrt {3}}}
72
∘
{\displaystyle 72^{\circ }}
2
π
5
{\displaystyle {\tfrac {2\pi }{5}}}
1
4
10
+
2
5
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}{\sqrt {10+2{\sqrt {5}}}}}
1
4
(
5
−
1
)
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}\left({\sqrt {5}}-1\right)}
5
+
2
5
{\displaystyle {\sqrt {5+2{\sqrt {5}}}}}
1
5
25
−
10
5
{\displaystyle {\tfrac {1}{5}}{\sqrt {25-10{\sqrt {5}}}}}
75
∘
{\displaystyle 75^{\circ }}
5
π
12
{\displaystyle {\tfrac {5\pi }{12}}}
1
4
(
6
+
2
)
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}({\sqrt {6}}+{\sqrt {2}})}
1
4
(
6
−
2
)
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}({\sqrt {6}}-{\sqrt {2}})}
2
+
3
{\displaystyle 2+{\sqrt {3}}}
2
−
3
{\displaystyle 2-{\sqrt {3}}}
90
∘
{\displaystyle 90^{\circ }}
π
2
{\displaystyle {\tfrac {\pi }{2}}}
1
{\displaystyle \,1}
0
{\displaystyle \,0}
±
∞
{\displaystyle \pm \infty }
0
{\displaystyle \,0}
108
∘
{\displaystyle 108^{\circ }}
3
π
5
{\displaystyle {\tfrac {3\pi }{5}}}
1
4
10
+
2
5
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}{\sqrt {10+2{\sqrt {5}}}}}
1
4
(
1
−
5
)
{\displaystyle {\tfrac {1}{4}}\left(1-{\sqrt {5}}\right)}
−
5
+
2
5
{\displaystyle -{\sqrt {5+2{\sqrt {5}}}}}
−
1
5
25
−
10
5
{\displaystyle -{\tfrac {1}{5}}{\sqrt {25-10{\sqrt {5}}}}}
120
∘
{\displaystyle 120^{\circ }}
2
π
3
{\displaystyle {\tfrac {2\pi }{3}}}
1
2
3
{\displaystyle {\tfrac {1}{2}}{\sqrt {3}}}
−
1
2
{\displaystyle -{\tfrac {1}{2}}}
−
3
{\displaystyle -{\sqrt {3}}}
−
1
3
3
{\displaystyle -{\tfrac {1}{3}}{\sqrt {3}}}
135
∘
{\displaystyle 135^{\circ }}
3
π
4
{\displaystyle {\tfrac {3\pi }{4}}}
1
2
2
{\displaystyle {\tfrac {1}{2}}{\sqrt {2}}}
−
1
2
2
{\displaystyle -{\tfrac {1}{2}}{\sqrt {2}}}
−
1
{\displaystyle -1\,}
−
1
{\displaystyle -1\,}
180
∘
{\displaystyle 180^{\circ }}
π
{\displaystyle \pi \,}
0
{\displaystyle \,0}
−
1
{\displaystyle \,-1}
0
{\displaystyle \,0}
±
∞
{\displaystyle \pm \infty }
270
∘
{\displaystyle 270^{\circ }}
3
π
2
{\displaystyle {\tfrac {3\pi }{2}}}
−
1
{\displaystyle \,-1}
0
{\displaystyle \,0}
±
∞
{\displaystyle \pm \infty }
0
{\displaystyle \,0}
360
∘
{\displaystyle 360^{\circ }}
2
π
{\displaystyle 2\pi }
0
{\displaystyle \,0}
1
{\displaystyle \,1}
0
{\displaystyle \,0}
±
∞
{\displaystyle \pm \infty }
Schließen
Mit Hilfe der Additionstheoreme sind noch viele weitere Werte durch algebraische Ausdrücke (ggfs. mit verschachtelten Quadratwurzeln) darstellbar, insbesondere alle ganzzahligen Vielfachen von
3
∘
{\displaystyle 3^{\circ }}
.[2]
Symmetrien
Die trigonometrischen Funktionen haben einfache Symmetrien:
sin
(
−
x
)
=
−
sin
(
x
)
cos
(
−
x
)
=
+
cos
(
x
)
tan
(
−
x
)
=
−
tan
(
x
)
cot
(
−
x
)
=
−
cot
(
x
)
sec
(
−
x
)
=
+
sec
(
x
)
csc
(
−
x
)
=
−
csc
(
x
)
{\displaystyle {\begin{aligned}\sin(-x)&=-\sin(x)\\\cos(-x)&=+\cos(x)\\\tan(-x)&=-\tan(x)\\\cot(-x)&=-\cot(x)\\\sec(-x)&=+\sec(x)\\\csc(-x)&=-\csc(x)\\\end{aligned}}}
Phasenverschiebungen
sin
(
x
+
π
2
)
=
cos
x
bzw.
sin
(
x
+
90
∘
)
=
cos
x
{\displaystyle \sin \left(x+{\frac {\pi }{2}}\right)=\cos x\;\quad {\text{bzw.}}\quad \sin \left(x+90^{\circ }\right)=\cos x\;}
cos
(
x
+
π
2
)
=
−
sin
x
bzw.
cos
(
x
+
90
∘
)
=
−
sin
x
{\displaystyle \cos \left(x+{\frac {\pi }{2}}\right)=-\sin x\;\quad {\text{bzw.}}\quad \cos \left(x+90^{\circ }\right)=-\sin x\;}
tan
(
x
+
π
2
)
=
−
cot
x
bzw.
tan
(
x
+
90
∘
)
=
−
cot
x
{\displaystyle \tan \left(x+{\frac {\pi }{2}}\right)=-\cot x\;\quad {\text{bzw.}}\quad \tan \left(x+90^{\circ }\right)=-\cot x\;}
cot
(
x
+
π
2
)
=
−
tan
x
bzw.
cot
(
x
+
90
∘
)
=
−
tan
x
{\displaystyle \cot \left(x+{\frac {\pi }{2}}\right)=-\tan x\;\quad {\text{bzw.}}\quad \cot \left(x+90^{\circ }\right)=-\tan x\;}
Rückführung auf spitze Winkel
sin
x
=
sin
(
π
−
x
)
bzw.
sin
x
=
sin
(
180
∘
−
x
)
{\displaystyle \sin x\ \;=\;\;\;\sin \left(\pi -x\right)\,\quad {\text{bzw.}}\quad \sin x\ =\;\;\;\sin \left(180^{\circ }-x\right)}
cos
x
=
−
cos
(
π
−
x
)
bzw.
cos
x
=
−
cos
(
180
∘
−
x
)
{\displaystyle \cos x\ \,=-\cos \left(\pi -x\right)\quad {\text{bzw.}}\quad \cos x\ =-\cos \left(180^{\circ }-x\right)}
tan
x
=
−
tan
(
π
−
x
)
bzw.
tan
x
=
−
tan
(
180
∘
−
x
)
{\displaystyle \tan x\ =-\tan \left(\pi -x\right)\quad {\text{bzw.}}\quad \tan x\ =-\tan \left(180^{\circ }-x\right)}
Darstellung durch den Tangens des halben Winkels
Mit der Bezeichnung
t
=
tan
x
2
{\displaystyle t=\tan {\tfrac {x}{2}}}
gelten die folgenden Beziehungen für beliebiges
x
{\displaystyle x}
sin
x
=
2
t
1
+
t
2
,
{\displaystyle \sin x={\frac {2t}{1+t^{2}}},}
cos
x
=
1
−
t
2
1
+
t
2
,
{\displaystyle \cos x={\frac {1-t^{2}}{1+t^{2}}},}
tan
x
=
2
t
1
−
t
2
,
{\displaystyle \tan x={\frac {2t}{1-t^{2}}},}
cot
x
=
1
−
t
2
2
t
,
{\displaystyle \cot x={\frac {1-t^{2}}{2t}},}
sec
x
=
1
+
t
2
1
−
t
2
,
{\displaystyle \sec x={\frac {1+t^{2}}{1-t^{2}}},}
csc
x
=
1
+
t
2
2
t
.
{\displaystyle \csc x={\frac {1+t^{2}}{2t}}.}
Additionstheoreme für Arkusfunktionen
Für die Arkusfunktionen gelten folgende Additionstheoreme[6]
Potenzen der Winkelfunktionen
Sinus
sin
2
x
=
1
2
(
1
−
cos
(
2
x
)
)
{\displaystyle \sin ^{2}x={\frac {1}{2}}\ {\Big (}1-\cos(2x){\Big )}}
[13] [20]
sin
3
x
=
1
4
(
3
sin
x
−
sin
(
3
x
)
)
{\displaystyle \sin ^{3}x={\frac {1}{4}}\ {\Big (}3\,\sin x-\sin(3x){\Big )}}
[13] [21]
sin
4
x
=
1
8
(
3
−
4
cos
(
2
x
)
+
cos
(
4
x
)
)
{\displaystyle \sin ^{4}x={\frac {1}{8}}\ {\Big (}3-4\,\cos(2x)+\cos(4x){\Big )}}
[13] [22]
sin
5
x
=
1
16
(
10
sin
x
−
5
sin
(
3
x
)
+
sin
(
5
x
)
)
{\displaystyle \sin ^{5}x={\frac {1}{16}}\ {\Big (}10\,\sin x-5\,\sin(3x)+\sin(5x){\Big )}}
[23]
sin
6
x
=
1
32
(
10
−
15
cos
(
2
x
)
+
6
cos
(
4
x
)
−
cos
(
6
x
)
)
{\displaystyle \sin ^{6}x={\frac {1}{32}}\ {\Big (}10-15\,\cos(2x)+6\,\cos(4x)-\cos(6x){\Big )}}
[24]
sin
n
x
=
1
2
n
∑
k
=
0
n
(
n
k
)
cos
(
(
n
−
2
k
)
(
x
−
π
2
)
)
;
n
∈
N
{\displaystyle \sin ^{n}x={\frac {1}{2^{n}}}\,\sum _{k=0}^{n}{n \choose k}\,\cos \left((n-2k)\left(x-{\frac {\pi }{2}}\right)\right)\ ;\quad n\in \mathbb {N} }
sin
n
x
=
1
2
n
(
n
n
2
)
+
1
2
n
−
1
∑
k
=
0
n
2
−
1
(
−
1
)
n
2
−
k
(
n
k
)
cos
(
(
n
−
2
k
)
x
)
;
n
∈
N
und
n
gerade
{\displaystyle \sin ^{n}x={\frac {1}{2^{n}}}\,{n \choose {\frac {n}{2}}}+{\frac {1}{2^{n-1}}}\sum _{k=0}^{{\frac {n}{2}}-1}(-1)^{{\frac {n}{2}}-k}\,{n \choose k}\,\cos {((n-2k)x)};\quad n\in \mathbb {N} {\text{ und }}n{\text{ gerade }}}
sin
n
x
=
1
2
n
−
1
∑
k
=
0
n
−
1
2
(
−
1
)
n
−
1
2
−
k
(
n
k
)
sin
(
(
n
−
2
k
)
x
)
;
n
∈
N
und
n
ungerade
{\displaystyle \sin ^{n}x={\frac {1}{2^{n-1}}}\,\sum _{k=0}^{\frac {n-1}{2}}(-1)^{{\frac {n-1}{2}}-k}\,{n \choose k}\,\sin {((n-2k)x)};\quad n\in \mathbb {N} {\text{ und }}n{\text{ ungerade}}}
Kosinus
cos
2
x
=
1
2
(
1
+
cos
(
2
x
)
)
{\displaystyle \cos ^{2}x={\frac {1}{2}}\ {\Big (}1+\cos(2x){\Big )}}
[13] [25]
cos
3
x
=
1
4
(
3
cos
x
+
cos
(
3
x
)
)
{\displaystyle \cos ^{3}x={\frac {1}{4}}\ {\Big (}3\,\cos x+\cos(3x){\Big )}}
[13] [26]
cos
4
x
=
1
8
(
3
+
4
cos
(
2
x
)
+
cos
(
4
x
)
)
{\displaystyle \cos ^{4}x={\frac {1}{8}}\ {\Big (}3+4\,\cos(2x)+\cos(4x){\Big )}}
[13] [27]
cos
5
x
=
1
16
(
10
cos
x
+
5
cos
(
3
x
)
+
cos
(
5
x
)
)
{\displaystyle \cos ^{5}x={\frac {1}{16}}\ {\Big (}10\,\cos x+5\,\cos(3x)+\cos(5x){\Big )}}
[28]
cos
6
x
=
1
32
(
10
+
15
cos
(
2
x
)
+
6
cos
(
4
x
)
+
cos
(
6
x
)
)
{\displaystyle \cos ^{6}x={\frac {1}{32}}\ {\Big (}10+15\,\cos(2x)+6\,\cos(4x)+\cos(6x){\Big )}}
[29]
cos
n
x
=
1
2
n
∑
k
=
0
n
(
n
k
)
cos
(
(
n
−
2
k
)
x
)
;
n
∈
N
{\displaystyle \cos ^{n}x={\frac {1}{2^{n}}}\,\sum _{k=0}^{n}{n \choose k}\,\cos((n-2k)x);\quad n\in \mathbb {N} }
cos
n
x
=
1
2
n
(
n
n
2
)
+
1
2
n
−
1
∑
k
=
0
n
2
−
1
(
n
k
)
cos
(
(
n
−
2
k
)
x
)
;
n
∈
N
und
n
gerade
{\displaystyle \cos ^{n}x={\frac {1}{2^{n}}}\,{n \choose {\frac {n}{2}}}+{\frac {1}{2^{n-1}}}\sum _{k=0}^{{\frac {n}{2}}-1}{n \choose k}\,\cos {((n-2k)x)};\quad n\in \mathbb {N} {\text{ und }}n{\text{ gerade }}}
cos
n
x
=
1
2
n
−
1
∑
k
=
0
n
−
1
2
(
n
k
)
cos
(
(
n
−
2
k
)
x
)
;
n
∈
N
und
n
ungerade
{\displaystyle \cos ^{n}x={\frac {1}{2^{n-1}}}\,\sum _{k=0}^{\frac {n-1}{2}}{n \choose k}\,\cos {((n-2k)x)};\quad n\in \mathbb {N} {\text{ und }}n{\text{ ungerade}}}
Tangens
tan
2
x
=
1
−
cos
(
2
x
)
1
+
cos
(
2
x
)
=
sec
2
(
x
)
−
1
{\displaystyle \tan ^{2}x={\frac {1-\cos(2x)}{1+\cos(2x)}}=\sec ^{2}(x)-1}
Umrechnung in andere trigonometrische Funktionen
sin
(
arccos
x
)
=
cos
(
arcsin
x
)
=
1
−
x
2
{\displaystyle \sin(\arccos x)=\cos(\arcsin x)={\sqrt {1-x^{2}}}}
sin
(
arctan
x
)
=
cos
(
arccot
x
)
=
x
1
+
x
2
{\displaystyle \sin(\arctan x)=\cos(\operatorname {arccot} x)={\frac {x}{\sqrt {1+x^{2}}}}}
sin
(
arccot
x
)
=
cos
(
arctan
x
)
=
1
1
+
x
2
{\displaystyle \sin(\operatorname {arccot} x)=\cos(\arctan x)={\frac {1}{\sqrt {1+x^{2}}}}}
tan
(
arcsin
x
)
=
cot
(
arccos
x
)
=
x
1
−
x
2
{\displaystyle \tan(\arcsin x)=\cot(\arccos x)={\frac {x}{\sqrt {1-x^{2}}}}}
tan
(
arccos
x
)
=
cot
(
arcsin
x
)
=
1
−
x
2
x
{\displaystyle \tan(\arccos x)=\cot(\arcsin x)={\frac {\sqrt {1-x^{2}}}{x}}}
tan
(
arccot
x
)
=
cot
(
arctan
x
)
=
1
x
{\displaystyle \tan(\operatorname {arccot} x)=\cot(\arctan x)={\frac {1}{x}}}
Sinusoid und Linearkombination mit gleicher Phase
a
sin
α
+
b
cos
α
=
{
a
2
+
b
2
sin
(
α
+
arctan
(
b
a
)
)
, für alle
a
>
0
a
2
+
b
2
cos
(
α
−
arctan
(
a
b
)
)
, für alle
b
>
0
{\displaystyle {\begin{aligned}a\sin \alpha +b\cos \alpha =&{\begin{cases}{\sqrt {a^{2}+b^{2}}}\sin \left(\alpha +\arctan \left({\tfrac {b}{a}}\right)\right)&{\text{, für alle }}a>0\\{\sqrt {a^{2}+b^{2}}}\cos \left(\alpha -\arctan \left({\tfrac {a}{b}}\right)\right)&{\text{, für alle }}b>0\end{cases}}\end{aligned}}}
a
cos
α
+
b
sin
α
=
sgn
(
a
)
a
2
+
b
2
cos
(
α
+
arctan
(
−
b
a
)
)
{\displaystyle {\begin{aligned}a\cos \alpha +b\sin \alpha =\operatorname {sgn}(a){\sqrt {a^{2}+b^{2}}}\cos \left(\alpha +\arctan \left(-{\tfrac {b}{a}}\right)\right)\end{aligned}}}
[30]
a
sin
(
x
+
α
)
+
b
sin
(
x
+
β
)
=
a
2
+
b
2
+
2
a
b
cos
(
α
−
β
)
⋅
sin
(
x
+
δ
)
,
{\displaystyle a\sin(x+\alpha )+b\sin(x+\beta )={\sqrt {a^{2}+b^{2}+2ab\cos(\alpha -\beta )}}\cdot \sin(x+\delta ),}
wobei
δ
=
atan2
(
a
sin
α
+
b
sin
β
,
a
cos
α
+
b
cos
β
)
.
{\displaystyle \delta =\operatorname {atan2} (a\sin \alpha +b\sin \beta ,a\cos \alpha +b\cos \beta ).}
Allgemeiner ist
∑
i
a
i
sin
(
x
+
δ
i
)
=
a
sin
(
x
+
δ
)
,
{\displaystyle \sum _{i}a_{i}\sin(x+\delta _{i})=a\sin(x+\delta ),}
wobei
a
2
=
∑
i
,
j
a
i
a
j
cos
(
δ
i
−
δ
j
)
{\displaystyle a^{2}=\sum _{i,j}a_{i}a_{j}\cos(\delta _{i}-\delta _{j})}
und
δ
=
atan2
(
∑
i
a
i
sin
δ
i
,
∑
i
a
i
cos
δ
i
)
.
{\displaystyle \delta =\operatorname {atan2} \left(\sum _{i}a_{i}\sin \delta _{i},\sum _{i}a_{i}\cos \delta _{i}\right).}
Bestimmte Integrale
Die Lösungen der nachfolgenden bestimmten Integrale stehen im Zusammenhang mit der Euler’schen Betafunktion , welche weiterhin mit der Gammafunktion verknüpft ist. Das zweite Integral ist z. B. in der Physik bei der Berechnung von Kräften zwischen zylinderförmigen Dauermagneten unter Verwendung der sogenannten Multipol-Entwicklung hilfreich.
∫
0
π
/
2
cos
ν
1
φ
sin
ν
2
φ
d
φ
=
1
2
⋅
B
(
ν
1
+
1
2
,
ν
2
+
1
2
)
,
Re
(
ν
j
+
1
2
)
>
0
{\displaystyle \int _{0}^{\pi /2}\cos ^{\nu _{1}}\varphi \sin ^{\nu _{2}}\varphi \;{\text{d}}\varphi ={\frac {1}{2}}\cdot \operatorname {B} \left({\frac {\nu _{1}+1}{2}},{\frac {\nu _{2}+1}{2}}\right)\;,\quad {\text{Re}}\left({\frac {\nu _{j}+1}{2}}\right)>0}
∫
0
π
cos
ν
1
φ
sin
ν
2
φ
d
φ
=
B
(
ν
1
+
1
2
,
ν
2
+
1
2
)
⋅
1
+
(
−
1
)
ν
1
2
,
ν
j
=
0
,
1
,
2
,
3
,
…
{\displaystyle \int _{0}^{\pi }\cos ^{\nu _{1}}\varphi \sin ^{\nu _{2}}\varphi \;{\text{d}}\varphi =\operatorname {B} \left({\frac {\nu _{1}+1}{2}},{\frac {\nu _{2}+1}{2}}\right)\cdot {\frac {1+(-1)^{\nu _{1}}}{2}},\quad \nu _{j}=0,1,2,3,\dots }
∫
0
2
π
cos
ν
1
φ
sin
ν
2
φ
d
φ
=
2
⋅
B
(
ν
1
+
1
2
,
ν
2
+
1
2
)
⋅
1
+
(
−
1
)
ν
1
2
⋅
1
+
(
−
1
)
ν
2
2
,
ν
j
=
0
,
1
,
2
,
3
,
…
{\displaystyle \int _{0}^{2\pi }\cos ^{\nu _{1}}\varphi \sin ^{\nu _{2}}\varphi \;{\text{d}}\varphi =2\cdot \operatorname {B} \left({\frac {\nu _{1}+1}{2}},{\frac {\nu _{2}+1}{2}}\right)\cdot {\frac {1+(-1)^{\nu _{1}}}{2}}\cdot {\frac {1+(-1)^{\nu _{2}}}{2}},\quad \nu _{j}=0,1,2,3,\dots }
Reihenentwicklung
Der Sinus (rot) verglichen mit seinem 7. Taylorpolynom (grün)
Wie auch sonst in der Analysis werden alle Winkel im Bogenmaß angegeben.
Man kann zeigen, dass der Kosinus die Ableitung des Sinus darstellt und die Ableitung des Kosinus der negative Sinus ist. Hat man diese Ableitungen, kann man die Taylorreihe entwickeln (am einfachsten mit dem Entwicklungspunkt
x
=
0
{\displaystyle x=0}
) und zeigen, dass die folgenden Identitäten für alle
x
{\displaystyle x}
aus den reellen Zahlen gelten. Mit diesen Reihen werden die trigonometrischen Funktionen für komplexe Argumente definiert (
B
n
{\displaystyle B_{n}}
bzw.
β
n
{\displaystyle \beta _{n}}
bezeichnet dabei die Bernoulli-Zahlen ):
sin
x
=
∑
n
=
0
∞
(
−
1
)
n
(
2
n
+
1
)
!
x
2
n
+
1
=
x
−
x
3
3
!
+
x
5
5
!
−
x
7
7
!
±
⋯
,
|
x
|
<
∞
{\displaystyle {\begin{aligned}\sin x&=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(-1)^{n}}{(2n+1)!}}x^{2n+1}\\&=x-{\frac {x^{3}}{3!}}+{\frac {x^{5}}{5!}}-{\frac {x^{7}}{7!}}\pm \cdots \;,\qquad |x|<\infty \end{aligned}}}
cos
x
=
∑
n
=
0
∞
(
−
1
)
n
(
2
n
)
!
x
2
n
=
1
−
x
2
2
!
+
x
4
4
!
−
x
6
6
!
±
⋯
,
|
x
|
<
∞
{\displaystyle {\begin{aligned}\cos x&=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {(-1)^{n}}{(2n)!}}x^{2n}\\&=1-{\frac {x^{2}}{2!}}+{\frac {x^{4}}{4!}}-{\frac {x^{6}}{6!}}\pm \cdots \;,\qquad |x|<\infty \end{aligned}}}
tan
x
=
∑
n
=
1
∞
(
−
1
)
n
2
2
n
(
1
−
2
2
n
)
β
2
n
(
2
n
)
!
x
2
n
−
1
=
∑
n
=
1
∞
(
−
1
)
n
−
1
2
2
n
(
2
2
n
−
1
)
B
2
n
(
2
n
)
!
x
2
n
−
1
=
x
+
1
3
x
3
+
2
15
x
5
+
17
315
x
7
+
62
2835
x
9
+
⋯
|
x
|
<
π
2
{\displaystyle {\begin{aligned}\tan x&=\sum _{n=1}^{\infty }(-1)^{n}{\frac {2^{2n}(1-2^{2n})\beta _{2n}}{(2n)!}}x^{2n-1}=\sum _{n=1}^{\infty }{\frac {(-1)^{n-1}2^{2n}(2^{2n}-1)B_{2n}}{(2n)!}}x^{2n-1}\\&=x+{\frac {1}{3}}x^{3}+{\frac {2}{15}}x^{5}+{\frac {17}{315}}x^{7}+{\frac {62}{2835}}x^{9}+\,\cdots \qquad |x|<{\tfrac {\pi }{2}}\end{aligned}}}
[31]
cot
x
=
1
x
−
∑
n
=
1
∞
(
−
1
)
n
−
1
2
2
n
β
2
n
(
2
n
)
!
x
2
n
−
1
=
1
x
−
∑
n
=
1
∞
(
−
1
)
n
−
1
2
2
n
B
2
n
(
2
n
)
!
x
2
n
−
1
=
1
x
−
1
3
x
−
1
45
x
3
−
2
945
x
5
−
1
4725
x
7
−
⋯
,
0
<
|
x
|
<
π
{\displaystyle {\begin{aligned}\cot x&={\frac {1}{x}}-\sum _{n=1}^{\infty }{\frac {\left(-1\right)^{n-1}2^{2n}\beta _{2n}}{(2n)!}}x^{2n-1}={\frac {1}{x}}-\sum _{n=1}^{\infty }{\frac {(-1)^{n-1}2^{2n}B_{2n}}{(2n)!}}x^{2n-1}\\&={\frac {1}{x}}-{\frac {1}{3}}x-{\frac {1}{45}}x^{3}-{\frac {2}{945}}x^{5}-{\frac {1}{4725}}x^{7}-\,\cdots ,\qquad 0<|x|<\pi \end{aligned}}}
[32]
Produktentwicklung
sin
(
x
)
=
x
∏
k
=
1
∞
(
1
−
x
2
k
2
π
2
)
{\displaystyle \sin(x)=x\prod _{k=1}^{\infty }\left(1-{\frac {x^{2}}{k^{2}\pi ^{2}}}\right)}
cos
(
x
)
=
∏
k
=
1
∞
(
1
−
4
x
2
(
2
k
−
1
)
2
π
2
)
{\displaystyle \cos(x)=\prod _{k=1}^{\infty }\left(1-{\frac {4x^{2}}{(2k-1)^{2}\pi ^{2}}}\right)}
sin
(
x
)
=
∏
n
=
−
∞
∞
(
x
+
n
π
π
2
+
n
π
)
{\displaystyle \sin(x)=\prod _{n=-\infty }^{\infty }\left({\frac {x+n\pi }{{\frac {\pi }{2}}+n\pi }}\right)}
cos
(
x
)
=
∏
n
=
−
∞
∞
(
x
+
n
π
+
π
2
π
2
+
n
π
)
{\displaystyle \cos(x)=\prod _{n=-\infty }^{\infty }\left({\frac {x+n\pi +{\frac {\pi }{2}}}{{\frac {\pi }{2}}+n\pi }}\right)}
tan
(
x
)
=
∏
n
=
−
∞
∞
(
x
+
n
π
x
+
n
π
+
π
2
)
{\displaystyle \tan(x)=\prod _{n=-\infty }^{\infty }\left({\frac {x+n\pi }{x+n\pi +{\frac {\pi }{2}}}}\right)}
csc
(
x
)
=
∏
n
=
−
∞
∞
(
π
2
+
n
π
x
+
n
π
)
{\displaystyle \csc(x)=\prod _{n=-\infty }^{\infty }\left({\frac {{\frac {\pi }{2}}+n\pi }{x+n\pi }}\right)}
sec
(
x
)
=
∏
n
=
−
∞
∞
(
π
2
+
n
π
x
+
n
π
+
π
2
)
{\displaystyle \sec(x)=\prod _{n=-\infty }^{\infty }\left({\frac {{\frac {\pi }{2}}+n\pi }{x+n\pi +{\frac {\pi }{2}}}}\right)}
cot
(
x
)
=
∏
n
=
−
∞
∞
(
x
+
n
π
+
π
2
x
+
n
π
)
{\displaystyle \cot(x)=\prod _{n=-\infty }^{\infty }\left({\frac {x+n\pi +{\frac {\pi }{2}}}{x+n\pi }}\right)}
Eine Formelsammlung für das rechtwinklige und das allgemeine Dreieck auf der Kugeloberfläche findet sich in einem eigenen Kapitel.