Xem thêm hàm lượng giác

Hai tam giác được coi là đồng dạng nếu một trong hai tam giác có thể thu được nhờ việc mở rộng (hay thu hẹp) cùng lúc tất cả các cạnh tam giác kia theo cùng tỷ lệ. Điều này chỉ có thể xảy ra khi và chỉ khi các góc tương ứng của chúng bằng nhau, ví dụ hai tam giác khi xếp lên nhau thì có một góc bằng nhau và cạnh đối của góc đã cho song song với nhau. Yếu tố quyết định về sự đồng dạng của tam giác là độ dài các cạnh của chúng tỷ lệ thuận hoặc các góc tương ứng của chúng phải bằng nhau. Điều đó có nghĩa là khi hai tam giác là đồng dạng và cạnh dài nhất của một tam giác lớn gấp 2 lần cạnh dài nhất của tam giác kia thì cạnh ngắn nhất của tam giác thứ nhất cũng lớn gấp 2 lần so với cạnh ngắn nhất của tam giác thứ hai và tương tự như vậy cho cặp cạnh còn lại. Ngoài ra, các tỷ lệ độ dài các cặp cạnh của một tam giác sẽ bằng các tỷ lệ độ dài của các cặp cạnh tương ứng của tam giác còn lại. Cạnh dài nhất của bất kỳ tam giác nào sẽ là cạnh đối của góc lớn nhất.

Tam giác vuông

Sử dụng các yếu tố đã nói trên đây, người ta định nghĩa các hàm lượng giác, dựa vào tam giác vuông, là tam giác có một góc bằng 90 độ hay π/2 (radian), tức tam giác có góc vuông.

Do tổng các góc trong một tam giác là 180 ° hay π radian, nên góc lớn nhất của tam giác vuông là góc vuông. Cạnh dài nhất của tam giác như thế sẽ là cạnh đối của góc vuông và người ta gọi nó là cạnh huyền.

Lấy 2 tam giác vuông có chung nhau một góc thứ hai A. Các tam giác này là đồng dạng, vì thế tỷ lệ của cạnh đối, a, của góc A so với cạnh huyền, h, là như nhau cho cả hai tam giác. Nó sẽ là một số nằm trong khoảng từ 0 tới 1 và nó chỉ phụ thuộc vào chính góc A; người ta gọi nó là sin của góc A và viết nó là sin (A) hay sin A. Tương tự, người ta cũng định nghĩa cosin của góc A như là tỷ lệ của cạnh kề, b, của góc A so với cạnh huyền, h, và viết nó là cos (A) hay cos A.

sin ⁡ A = a h cos ⁡ A = b h {\displaystyle \sin A={{\mbox{a}} \over {\mbox{h}}}\qquad \cos A={{\mbox{b}} \over {\mbox{h}}}}

Đây là những hàm số quan trọng nhất trong lượng giác; các hàm số khác có thể được định nghĩa theo cách lấy tỷ lệ của các cạnh còn lại của tam giác vuông nhưng chúng có thể biểu diễn được theo sin và cosin. Đó là các hàm số như tang, sec, cotang và cosec.

tan ⁡ A = sin ⁡ A cos ⁡ A = a b sec ⁡ A = 1 cos ⁡ A = h b {\displaystyle \tan A={\sin A \over \cos A}={{\mbox{a}} \over {\mbox{b}}}\qquad \sec A={1 \over \cos A}={{\mbox{h}} \over {\mbox{b}}}} cot ⁡ A = cos ⁡ A sin ⁡ A = b a csc ⁡ A = 1 sin ⁡ A = h a {\displaystyle \cot A={\cos A \over \sin A}={{\mbox{b}} \over {\mbox{a}}}\qquad \csc A={1 \over \sin A}={{\mbox{h}} \over {\mbox{a}}}}

Các hàm lượng giác như trên đã nói đã được định nghĩa cho các góc nằm trong khoảng từ 0 tới 90 ° (0 tới π/2 radian). Sử dụng khái niệm vectơ cho đường tròn đơn vị, người ta có thể mở rộng chúng để có các đối số âm và dương (xem thêm hàm lượng giác).

Khi các hàm sin và cosin đã được lập thành bảng (hoặc tính toán bằng máy tính hay máy tính tay) thì người ta có thể trả lời gần như mọi câu hỏi về các tam giác bất kỳ, sử dụng các quy tắc sin hay quy tắc cosin. Các quy tắc này có thể được sử dụng để tính toán các góc và cạnh còn lại của tam giác bất kỳ khi biết một trong ba yếu tố sau:

1. Độ lớn của hai cạnh và góc kề của chúng
2. Độ lớn của một cạnh và hai góc
3. Độ lớn của cả ba cạnh.