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正弦、餘弦和正切

https://www.shuxuele.com/sine-cosine-tangent.html

直角三角形

正弦、餘弦和正切是 三角法 裡的主要函數,它們是基于一個 直角三角形而建立的。

在探索這些函數之前,我們先給三角形的每條邊一個名字: 

正弦、餘弦和正切
  • "對邊" 是在角 θ 的對面
  • "鄰邊" 是在角 θ 的旁邊
  • "斜邊" 是長的一邊
正弦、餘弦和正切

鄰邊 是在角的旁邊

對邊 是在角的對面

正弦、餘弦和正切

正弦 (sine), 餘弦 (cosine) 和 正切 (tangent) (英語符号簡寫為 sin, cos 和 tan) 是 直角三角形 邊長的比:

正弦、餘弦和正切

對一個特定的角 θ 來說,不論三角形的大小, 

這三個比是不變的

計算方法:

用一條邊的長度除以另一條邊的長度

例子: 35°的正弦是多少?

正弦、餘弦和正切

用這三角形來算 (長度精确到一位小數):

sin(35°) = 對邊 / 斜邊
= 2.8 / 4.9
= 0.57...
cos(35°) = 鄰邊 / 斜邊
= 4.0 / 4.9
= 0.82……
tan(35°) = 對邊 / 鄰邊
= 2.8 / 4.0
= 0.70……
正弦、餘弦和正切

好的電腦都會有 sin, cos 和 tan 的鍵,友善計算。你隻需輸入角度然後按鍵。

可是你還是要記得它們的意思!

用圖來顯示:

在這裡練習

Sohcahtoa

怎樣去記住? 想想,用這個怪怪的英文單詞 "Sohcahtoa"!

像這樣:

Soh... Sine = Opposite (對邊) / Hypotenuse (斜邊)
...cah... Cosine = Adjacent (鄰邊) / Hypotenuse (斜邊)
...toa Tangent = Opposite (對邊) / Adjacent (鄰邊)

去這頁 sohcahtoa 了解更多。。。。。。 記住它,考試時會有用!

試試看!

試 試 看! 移動滑鼠,不同的角(以弧度或度數為機關)對 正弦、餘弦和正切的影響。

在這個動畫裡,斜邊是 1,圓形是 機關圓。

請注意鄰邊和對邊可以是負值,導緻正弦、餘弦和正切的值也可正可負。

例子

例子: 30° 的正弦、餘弦和正切是什麼?

傳統的 30° 三角形的 斜邊為 2、對邊為 1 和鄰邊為 √3:

正弦、餘弦和正切

知道邊長,便可以計算函數的值:

正弦 sin(30°) = 1 / 2 = 0.5
餘弦 cos(30°) = 1.732 / 2 = 0.866...
正切 tan(30°) = 1 / 1.732 = 0.577...

(用電腦來檢查答案!)

例子: 45° 的正弦、餘弦和正切是什麼?

傳統的 45° 三角形有兩條邊長為 1,斜邊為 √2:

正弦、餘弦和正切
正弦 sin(45°) = 1 / 1.414 = 0.707...
餘弦 cos(45°) = 1 / 1.414 = 0.707...
正切 tan(45°) = 1 / 1 = 1

為什麼?

為什麼這些函數重要?

  • 因為當我們知道邊長時,我們可以用它們來計算角度
  • 同時,當我們知道角度時,我們也可以用它們來計算邊長
正弦、餘弦和正切

例子: 用 正弦函數 來計算 "d"

我們知道:

  • 電纜與海底成 39° 的角
  • 電纜長度為 30 米。

我們求 "d" (垂直向下距離)。

這樣開始: sin 39° = 對邊/斜邊
sin 39° = d/30
兩邊互換: d/30 = sin 39°
用電腦來求 sin 39°: d/30 = 0.6293…
兩邊乘以 30: d = 0.6293… x 30
d = 18.88 計算結果保留兩位小數。

深度 "d" 是 18.88 m

習題

試試這個 紙上習題。計算 從 0° 到 360° 所有角的正弦,然後畫個圖表。這會幫助你了解這個相當簡單的函數。

你也可以去 正弦、餘弦和正切的圖形看看。

不常見的函數

還有三個函數也是把一邊除以另一邊,不過我們不常用它們。

它們等于 1 除以 餘弦、1 除以 正弦 和 1 除以 正切:

正割 函數: sec(θ) = 斜邊 / 鄰邊 (=1/cos)
餘割 函數: csc(θ) = 斜邊 / 對邊 (=1/sin)
餘切 函數: cot(θ) = 鄰邊 / 對邊 (=1/tan)