C++中三角函数

为了把现实中的数学公式利用到计算机里面,所以在库中已经实现了很多数学函数的代码,我们直接调用就可以了!
用的时候需要加入头文件#include <math.h>
或者#include <math> 
using namespace std; 
常用函数:

abs绝对值函数
acos反余弦函数
asin反正弦函数
atan反正切函数
exp e的x次方
cos余弦函数
sin正弦函数
tan正切函数
ceil求不小于x的最小整数 
cosh求x的双曲余弦值
fabs求浮点数x的绝对值
fmod计算x/y的余数 
frexp把浮点数x分解成尾数和指数
hypot对于给定的直角三角形的两个直角边,求其斜边的长度。
ldexp装载浮点数
log,e为底对数
log10,10为底对数
modf,把数分为指数和尾数
pow,计算x的y次幂
sinh,求x的双曲正弦值
sqrt,开方
tanh求x的双曲正切值

<think>嗯,用户想了解C++三角函数的用法和标准库的支持。首先,我需要确认C++标准库中有哪些三角函数,比如sin、cos、tan这些基本函数,还有它们的参数单位是什么。通常这些函数使用弧度而不是角度,所以可能需要提到弧度转换的函数,比如std::degrees或者自己计算。 然后,用户可能想知道如何包含头文件,应该是#include <cmath>,并且这些函数在std命名空间下。需要提醒用户使用std::前缀或者using namespace std;,不过最好建议显式使用std::来避免冲突。 接下来,可能需要给出一些具体的例子,比如计算sin(π/2)、cos(0)这些值,并展示代码示例。同时,考虑到用户可能对输入参数的单位有疑问,比如如何将角度转换为弧度,可以举一个例子,比如30度转换成π/6弧度,然后用sin函数计算。 另外,需要提到反三角函数,比如asin、acos、atan,它们的返回值是弧度,范围是怎样的。可能还需要指出这些函数的参数范围,比如asin的参数必须在[-1,1]之间,否则会返回域错误。 还有,C++17中新增的std::sin、std::cos等可能在特化版本中有变化,需要确认是否正确。可能需要参考引用中的内容,比如用户提供的引用[1]和[2],其中提到了tan函数的使用和cmath头文件以及std命名空间。 此外,用户可能不知道如何处理浮点精度的问题,比如tan(π/2)在数学上是无穷大,但在计算机中可能返回一个很大的值或者NaN,需要指出这种情况。 最后,需要生成相问题,比如如何转换角度和弧度,如何处理反三角函数的返回值,以及C++中的数学函数精度如何保证等。确保这些问题能够帮助用户深入理解相知识。</think>### C++三角函数用法及标准库支持 C++标准库通过`<cmath>`头文件提供了完整的三角函数支持,所有函数均使用**弧度**作为参数单位。以下是键知识点和示例说明: #### 一、基本三角函数 1. **正弦函数** $$y = \sin(x)$$ 计算弧度为$x$的正弦值: ```cpp #include <cmath> double result = std::sin(3.14159/2); // 计算π/2的正弦值,结果为1.0 ``` 2. **余弦函数** $$y = \cos(x)$$ 示例: ```cpp double angle = 0.0; double val = std::cos(angle); // 结果为1.0 ``` 3. **正切函数** $$y = \tan(x)$$ 注意$x \neq (2k+1)\frac{\pi}{2}$(避免无穷大)[^1]: ```cpp double x = 0.7854; // π/4 ≈ 0.7854弧度 double tan_val = std::tan(x); // 结果≈1.0 ``` #### 二、角度与弧度转换 标准库提供转换函数: ```cpp double degrees = 180.0; double radians = std::numbers::pi * degrees / 180.0; // C++20起支持std::numbers::pi // 或手动转换 double radians = degrees * 3.1415926535 / 180.0; ``` #### 三、反三角函数 1. **反正弦函数** $$x = \arcsin(y),\quad y \in [-1,1]$$ 返回弧度值范围$[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]$: ```cpp double y = 0.5; double angle = std::asin(y); // 返回π/6 ``` 2. **反余弦函数** $$x = \arccos(y),\quad y \in [-1,1]$$ 返回弧度值范围$[0, \pi]$: ```cpp double angle = std::acos(0.5); // 返回π/3 ``` 3. **反正切函数** $$x = \arctan(y)$$ 返回弧度值范围$[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]$: ```cpp double slope = 1.0; double angle = std::atan(slope); // 返回π/4 ``` #### 四、双参数反正切函数 `std::atan2(y, x)`可正确处理所有象限,返回范围$[-\pi, \pi]$: ```cpp double y = 1.0, x = 1.0; double angle = std::atan2(y, x); // 返回π/4 ``` #### 五、特殊注意事项 1. 所有函数需要包含`<cmath>`头文件 2. C++17起函数支持`float`/`double`/`long double`三种特化版本 3. 参数超出定义域时会返回NaN(如对负数调用`std::sqrt`)[^2]
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