角度和弧度及三角函數


生活中一般旋轉多少角度(rotation),是以“度”為單位;而在三角函數里的角度要以“弧度”為單位。

“度”的定義是:

兩條射線從圓心向圓周射出,形成一個夾角和夾角正對的一段弧。當這段弧長正好等於圓周長的360分之一時,兩條射線的夾角的大小為1度。(如圖1)    

弧度的定義是:

兩條射線從圓心向圓周射出,形成一個夾角和夾角正對的一段弧。當這段弧長正好等於圓的半徑時,兩條射線的夾角大小為1弧度。(如圖2) 

它們的區別:僅在於角所對的弧長大小不同。度的是等於圓周長的360分之一,而弧度的是等於半徑。 
當角所對的弧長等於半徑時,角的大小為1弧度。 角所對的弧長是半徑的幾倍,那么角的大小就是幾弧度。

它們的關系可用下式表示和計算:  

  弧度=弧長/半徑

 圓的周長是半徑的 2π倍,所以一個周角(360度)是 2π弧度。 

半圓的長度是半徑的 π倍,所以一個平角(180度)是 π弧度。 

度跟弧度之間的換算 

180度=π弧度 
由此
     1度=π/180 弧度 ( ≈0.017453弧度 ) 
因此,
     弧度=度×π/180 
例如: 
      90°=90×π/180 =π/2 弧度 
      60°=60×π/180 =π/3 弧度 
      45°=45×π/180 =π/4 弧度 
      30°=30×π/180 =π/6 弧度 
      120°=120×π/180 =2π/3 弧度 

因為   π弧度=180° 
所以   1弧度=180°/π (≈57.3°) 
因此:
      度=弧度×180°/π 
例如: 
      4π/3 弧度=4π/3 ×180°/π 
     = 240° 

 

正弦函數、余弦函數和正切函數。

在直角三角形ABC中,∠C是直角,AB是∠A斜邊,BC是∠A的對邊,AC是∠B的對邊。

正弦函數:
sin(A)=a/c
sinA=∠A的對邊:斜邊
正弦函數
對於任意一個實數x都對應着唯一的角(弧度制中等於這個實數),而這個角又對應着唯一確定的正弦值sinx,這樣,對於任意一個實數x都有唯一確定的值sinx與它對應,按照這個對應法則所建立的函數,表示為y=sinx,叫做正弦函數。
單位圓定義
圖像中給出了用弧度度量的某個公共角。逆時針方向的度量是正角而順時針的度量是負角。設一個過原點的線,同x軸正半部分得到一個角θ,並與單位圓相交。這個交點的y坐標等於 sinθ。在這個圖形中的三角形確保了這個公式;半徑等於斜邊並有長度 1,所以有了 sinθ=y/1。
單位圓可以被認為是通過改變鄰邊和對邊的長度並保持斜邊等於 1 查看無限數目的三角形的一種方式。即sin θ=AB,與y軸正方向一樣時正,否則為負
對於大於 2π 或小於 0 的角度,簡單的繼續繞單位圓旋轉。在這種方式下,正弦變成了周期為 2π的周期函數。

 


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