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了解三角函數

三角函數是數學中研究三角形的一個分支,專門闡述三角形的角度和對應邊的關系。

有趣的是,定義邊角關系的三角函數跟圓的關系也是非常密切的。

不用說,這使得三角學成為學生最難以直覺領會的闆塊之一。

三角學的其中一部分就像老師所教的那樣。學生學的是“機關圓”及其和三角函數的關系,而很多學生沒有真正了解圓對于三角函數的關鍵意義。

通過靜态圖檔和方程式,我們可以掌握一些規則,這些規則闡述了不同函數的作用和意義。然而,在這種情況下,我們還是難以直覺地了解圓、三角函數和三角形之間的關系。

有了動圖GIF後,情況就大有不同了。随時間的變化是了解三角學的關鍵。這使得三角學就變得清晰明朗。

首先,當你看到數字π的時候,你的腦海應該浮現出以下圖像:

了解三角函數

弧度究竟是什麼,很多人對此感到困惑。好吧,以下gif告訴你答案:

了解三角函數

接下來,思考一下正弦函數(sin)、餘弦函數(cos)和圓之間的關系。

以下圖檔說明了正弦函數、餘弦函數和圓之間的基本關系。

注意曲軸是如何在一個圓中移動的,而上下左右移動形似波浪的支杆則對應正弦函數和餘弦函數:

了解三角函數

以下是關于正弦函數和餘弦函數的更為傳統的闡述。圖中的黑線為圓,正弦函數和餘弦函數分别依附圓周形成各自的路徑。Y值(也就是說紅線部分)為正弦函數值,X值(即藍線部分)為餘弦函數值。

了解三角函數

現在,讓我們開始把三角函數、圓與三角形的關系對應起來:

了解三角函數

三角關系對于正切函數(tan)的定義至關重要。直角三角形的斜邊和靠近圓右側的垂直邊的交叉點定義了正切函數。

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