如何在Trig中使用单元圆

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单位圆可以用来定义称为正弦,余弦和切线的右三角关系。©HowS兴发首页xtuffWorks 2021

您可能对什么有一个直观的想法圆圈IS:篮球箍,轮子或四分之一的形状。您甚至可能还记得高中时半径是从圆的中心开始并以其周长结束的任何直线。

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图1.一个单位圆。半径= 1。
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一个单位圆只是一个半径,长度为1的圆圈。但通常,它带有其他一些铃铛和哨子。

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单位圆可以用来定义称为正弦,余弦和切线的右三角关系。这些关系描述了右三角形的角度和侧面如何相互关系。例如,例如,我们有一个具有30度角的右三角形,其最长的一侧或斜边为7。我们可以使用我们的预定义的右三角关系来找出三角形的剩余两个侧面的长度。

这个数学的分支,称为三角学,具有日常实用应用,例如建筑,GPS,管道,视频游戏,工程,木匠工作和空中航行导航。

要记住标准的单元圆,我们需要能够回忆三个主要组成部分:

  1. 四个象限
  2. 16个角度
  3. (x,y)16个角度中的每个角度的坐标,半径触及圆形的周长

为了帮助我们,我们将回忆起去披萨宫的一次旅行。花一些片刻记住以下内容,直到您可以背诵它而无需查看:

  • 4披萨片
  • 3馅饼,$ 6
  • 2方形桌
  • 1,2,3

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步骤1:4披萨片

想象一个整个披萨,切成四个薄片。在数学中,我们将这四个部分称为圈子象限

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图2.添加了象限的单位圆。象限1是右上角,象限2在左上,象限3为左下,象限4在右下。
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我们可以使用(x,y)坐标来描述沿圆的外边缘的任何点。X坐标表示从中心向左或向右传播的距离。Y坐标表示向上或向下行驶的距离。X坐标是余弦由点,原点和X轴形成的角度。y坐标是正弦角度。

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在一个单位圆中,从圆的中心向直线行驶的一条直线将到达坐标处的圆边缘(1,0)。如果我们取而代之向上,向左或向下,我们将分别在(0,1),(-1,0)或(0,-1)上触摸周长。

四个相关角度(在弧度,而不是度中)都有一个分母为2。半径并将其包裹在一个圆圈上。学位通过行进距离来测量角度。一个圆为360度或2π弧度)。

分子从0开始,从坐标(1,0)开始,然后以1π进行逆时针计数。此过程将产生0π/2,1π/2,2π/2和3π/2。简化这些分数以获得0,π/2,π和3π/2

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图3.弧度中有四个相关角度的单位圆圈
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步骤2:3派,$ 6

从“ 3派”开始。看看Y轴。直接位于Y轴的右侧和左侧的弧度角度都有一个分母为3。每个剩余角度都有一个分子,其中包括数学值PI,以π为π。

“ 3派的6个”用于回忆标准单位圆中其余12个角度,每个象限中有三个角度。这些角度中的每个角度都写成一小部分。

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“以$ 6的价格”是为了提醒我们,在每个象限中,其余的分母为4,然后是6。

此步骤中最棘手的部分是完成每个分数的分子。

在象限2(圆的左上四分之一)中,放在2,然后是3,然后在π的前面5。

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图4.所有分母完成的单位圆,一些分子填充(在象限2中)
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象限2中的第一个角度为2π/3。将分子中的2加在一起,分母中的3个将产生5。查看象限4(圆的右下一节)的角度。将此5放在π前面的分子中。在象限2和4中重复此过程的其他两个角度。

我们将重复相同的象限1(右上角)和3(左下)的过程。请记住,就像x与1x一样,π与1π相同。因此,我们在象限1中的所有分母中添加了1个。

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图5.所有分母完成的单位圆圈,分子填充了
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在本文的末尾描述了以学位列出角度(而不是弧度)的过程。

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步骤3:2平方桌

“ 2平方桌”中的“ 2”是为了提醒我们所有其余的12个坐标对的分母为2。

“正方形”是为了提醒我们每个坐标的分子都包含一个平方根。我们只是从象限1开始,以简化事物。(提示:请记住,1的平方根为1,因此可以将这些馏分简化为仅1/2。)

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图6.象限1填充。
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步骤4:1、2、3

“ 1、2、3”向我们展示了每个平方根下数字的连续。对于象限1的X坐标,我们从1到3数,从顶部坐标开始,然后下降。

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图7.已完成坐标的单位圆的象限1
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Y坐标具有相同的分子,但从底部到顶部的相反方向的1到3计数。

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象限2具有与象限1相同的坐标,但X坐标为负。

象限3从象限1开关X-和Y坐标。所有X-和Y坐标也为负。

像象限3一样,象限4也从象限1转换x-和y坐标。但是只有y坐标为负。

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图8.在所有象限中都有坐标的单位圆
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角度为程度

您可能需要通过程度而不是弧度参考角度。为此,请在坐标(1,0)时从0度开始。从那里我们将添加30、15、15,然后是30。90。

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图9.具有象限1度的角度的单位圆
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然后,我们重复其剩余象限的过程,增加30、15、15和30,直到到达圆的末端。因此,象限4的角度范围为270至330度(见图10)。

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将其付诸实践

在本文的早期,我们提到一个单位圆可以用来找到具有30度角的右三角形的两个未知侧,并且最长的侧面或斜边为7。我们尝试一下。

注意单位圆上30°的位置。使用该行和X轴如下创建三角形。

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图10.使用单位圆找到具有30度角的右三角形的两个未知侧
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图11
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在一个单位圆中,任何从圆的中心开始并在其周长结束的线的长度将为1。因此,该三角形的最长一侧的长度为1。也称为“斜边”。斜边接触圆的周长的点为√3/2,1/2。

因此,我们知道三角形的底座(在X轴上)的长度为√3/2,三角形的高度为1/2。

考虑到这一点的另一种方法是,底座是斜边的长度√3/2倍,高度是斜边的长度的1/2倍。

因此,如果相反,斜边的长度为7,我们的三角基碱基将为7x√3/2 =7√3/2。三角高度的长度为7 x 1/2 = 7/2。

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