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半角公式计算器(sin/cos/tan 半角求值)

半角公式把 sin、cos、tan 的"一半角度"用原角度的余弦表示出来,是三角恒等变换的三大件之一(和差、倍角、半角)。它本质上是二倍角公式反着用:令倍角公式中的 θ 变成 θ/2,解出半角函数值。

半角公式计算器

什么是半角公式计算器?

半角公式计算器插图

三个核心恒等式:sin(θ/2) = ±√((1−cosθ)/2)、cos(θ/2) = ±√((1+cosθ)/2)、tan(θ/2) = (1−cosθ)/sinθ = sinθ/(1+cosθ)。

正负号由 θ/2 所在象限决定:先判断 θ 的范围,再确定 θ/2 落在哪个象限,按"ASTC 全s正t余"定符号。

半角公式与降幂公式等价:把 √ 移到平方即得 cos²(θ/2) = (1+cosθ)/2,常用于积分降幂。

sin(θ/2) = ±√((1−cosθ)/2),cos(θ/2) = ±√((1+cosθ)/2),tan(θ/2) = (1−cosθ)/sinθ

根号外的符号取决于 θ/2 所在象限:θ/2 在第一、二象限时 sin 取正;在第一、四象限时 cos 取正;tan(θ/2) 推荐用 (1−cosθ)/sinθ 形式,它与 sinθ 同号,无需再判断象限。

如何使用半角公式计算器

  1. 1

    输入角度 θ(支持角度制或弧度制切换)。

  2. 2

    查看自动求出的 cosθ 中间值与三个半角函数值。

  3. 3

    核对给出的象限判定说明,理解每个结果取正还是取负的原因。

  4. 4

    需要验证时可把结果平方,与降幂公式 (1−cosθ)/2、(1+cosθ)/2 对照。

计算示例

例 1求 sin 30° 的精确值

把 θ = 60° 代入半角公式:cos60° = 1/2,sin30° = √((1−1/2)/2) = √(1/4) = 1/2,与特殊角结果一致。

例 2求 cos 22.5° 的精确值

把 θ = 45° 代入:cos45° = √2/2,cos22.5° = √((1+√2/2)/2) = √((2+√2)/4) = √(2+√2)/2 ≈ 0.92388,这是不可再化简的根式精确值。

注意事项

  • 输入 390° 这类超过 360° 的角时,公式对 cosθ 仍成立(余弦是周期函数),但象限符号判断要看 θ/2 的实际位置。

  • tan(θ/2) 的两个表达式在 cosθ = 1 或 sinθ = 0 处有单侧失效,计算器会自动选用稳定形式。

  • 根式结果保留的是近似小数,若需要精确根式形式请参考验算示例中的推导过程。

  • 半角公式只对"角减半"有效,不要与 sin²θ 降幂公式混用。

常见问题

sin(θ/2) = ±√((1−cosθ)/2),cos(θ/2) = ±√((1+cosθ)/2),tan(θ/2) = (1−cosθ)/sinθ。 根号外的符号取决于 θ/2 所在象限:θ/2 在第一、二象限时 sin 取正;在第一、四象限时 cos 取正;tan(θ/2) 推荐用 (1−cosθ)/sinθ 形式,它与 sinθ 同号,无需再判断象限。 在半角公式计算器中输入参数即可按此公式自动求解,无需手工推导。

输入 390° 这类超过 360° 的角时,公式对 cosθ 仍成立(余弦是周期函数),但象限符号判断要看 θ/2 的实际位置;tan(θ/2) 的两个表达式在 cosθ = 1 或 sinθ = 0 处有单侧失效,计算器会自动选用稳定形式。 其余细节见页面注意事项一节。

求 sin 30° 的精确值:把 θ = 60° 代入半角公式:cos60° = 1/2,sin30° = √((1−1/2)/2) = √(1/4) = 1/2,与特殊角结果一致。

首先,输入角度 θ(支持角度制或弧度制切换)。 然后,查看自动求出的 cosθ 中间值与三个半角函数值。 全程在页面内完成,结果即时更新。

三个核心恒等式:sin(θ/2) = ±√((1−cosθ)/2)、cos(θ/2) = ±√((1+cosθ)/2)、tan(θ/2) = (1−cosθ)/sinθ = sinθ/(1+cosθ)。

两者同属相关计算链条:二倍角公式计算器 - sin2A cos2A tan2A 在线求解解决的是与之衔接的另一层问题。完成半角公式计算后,页面底部相关推荐区可直接跳转到二倍角公式计算器 - sin2A cos2A tan2A 在线求解继续演算,参数在同类工具间口径一致,交叉验证更方便。

求 cos 22.5° 的精确值:把 θ = 45° 代入:cos45° = √2/2,cos22.5° = √((1+√2/2)/2) = √((2+√2)/4) = √(2+√2)/2 ≈ 0.92388,这是不可再化简的根式精确值。

输入角度 θ(支持角度制或弧度制切换)。超出合理范围的输入可能导致结果无实际意义,页面注意事项一节标明了边界条件与单位口径。

本页半角公式计算器与页面内的公式、示例、对照表同源,全部数字由同一套程序实时计算。可用一个已知算例代入验证:先在示例一节找到演算过程,再用相同参数在计算器中复算一遍,两次结果一致即说明口径无误。

计算过程按双精度浮点执行,结果默认保留 4 位有效小数,页面会按数值大小自动切换科学计数法。对照表中的数值与计算器输出完全同源,不存在手工四舍五入引入的偏差。

二倍角公式 cos2θ = 1−2sin²θ 解出 sinθ 即得 sin(θ/2) = ±√((1−cos2θ)/2),所以半角公式就是二倍角公式的逆用,两者可以互相推导。

因为平方开根会丢失符号信息,必须根据 θ/2 所在象限手动补回:例如 θ = 300° 时 θ/2 = 150° 在第二象限,sin 为正、cos 为负。

推荐 tan(θ/2) = (1−cosθ)/sinθ,它恒与 sinθ 同号,避开了象限判断;等价形式 sinθ/(1+cosθ) 在 cosθ 接近 −1 时数值不稳定。

典型用途包括积分降幂、求解三角形时角平分后的边角关系、信号处理中的相位折半,以及几何中构造正多边形边长的精确根式。

参考资料

  1. [1]Wolfram MathWorld:半角公式
  2. [2]Khan Academy:三角恒等式
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凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-05-20

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引用本页

GB/T 7714 格式

Calcton. 半角公式计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/half-angle, 2026-05-20.

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参考来源与更新说明

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最后更新:2026-05-20。

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