辅助角及其三角比公式详解

辅助角是指一对和或差为 90 度(或 π/2 弧度)倍数的角。例如,120° 和 60° 是辅助角,因为它们的和是 180°,这是 90° 的倍数。

笛卡尔平面 被划分为四个象限,每个象限包含 90°。不同的三角比在这些象限中具有不同的性质,例如在第 1 象限(范围从 0° 到 90°)所有 T-ratios(三角比)都是正的,而在第 2 象限只有正弦和余割是正的。因此,当一个角从一个象限过渡到另一个象限时,三角比会改变其符号或变为它的余函数,例如正弦变为余弦,反之亦然。

在本文中,我们将讨论辅助角的概念、辅助角三角比的公式、相关示例、练习题以及常见问题。

目录

  • 什么是辅助角?
  • 辅助角三角比的公式
  • 结论
  • 辅助角示例
  • 辅助角练习题
  • 辅助角三角比的常见问题 (FAQs)

什么是辅助角?

辅助角是一对角。它们可以定义如下:

> 两个角,如果它们的和或差是 90 度的倍数,则这一对角被称为辅助角。

例如, 150° 和 30° 是辅助角,因为它们的和是 180°,这是 90° 的倍数。这样的角在几何中非常常见,例如,当一条直线与另一条直线相交时,它在直线的一侧形成两个角,这两个角的和为 180°,这被称为邻补角。

辅助角三角比的公式

三角比 在从一个象限过渡到另一个象限时,会在符号或函数上发生变化。我们可以通过下面的表格来理解这些变化,该表格讨论了当角度与 90° 的倍数相加或相减时,三角比如何变化。

我们只需要分析 0°、90°、180° 和 270° 的情况。其他倍数的行为是类似的,例如,360° 等价于 0°,540° 等价于 90°,依此类推。

让我们看看下面添加的 三角函数表

Angle (θ)

(90° – θ)

(90° + θ)

(180° – θ)

(180° + θ)

(270° – θ)

(270° + θ)

sin θ

-sin θ

cos θ

cos θ

sin θ

– sin θ

– cos θ

– cos θ

cos θ

cos θ

sin θ

-sin θ

-cos θ

– cos θ

– sin θ

sin θ

tan θ

-tan θ

cot θ

-cot θ

– tan θ

tan θ

cot θ

– cot θ

cosec θ

-cosec θ

sec θ

cosec θ

cosec θ

– cosec θ

– sec θ

– sec θ

sec θ

sec θ

cosec θ

-cosec θ

-sec θ

– sec θ

– cosec θ

– cosec θ

cot θ

-cot θ

tan θ

-tan θ

– cot θ

cot θ

tan θ

– tan c有一个技巧可以将任意角度化简为较小的值:你应该将角度除以 90,检查商和余数。然后你应该将商除以 4,并检查得到的商。

下面的列表描述了每个余数的含义:

  • 0: 等价于 0 度
  • 1: 等价于 90 度
  • 2: 等价于 180 度
  • 3: 等价于 270 度

较大的角度可以根据得到的余数替换为余数和上述 90° 倍数的和。让我们通过一个例子来理解上述技巧。

假设我们需要求 sin (570°) 的值。那么,根据该技巧,首先我们将 570 除以 90,得到商为 6,余数为 30。所以,sin (570°) 可以写成:

sin (570°) = sin (90°×6 + 30°)

现在,我们将 6 除以 4,得到余数为 2,如上所示,2 对应于 180°。因此:

sin (570°) = sin (180° + 30°)

现在,从表中我们可以看到 sin (180° + θ) = – sin θ。因此:

sin (570°) = -sin (30°) = -1/2

因此,我们可以将较大的角分解为三角比数值已知的小角,从而求出它们的值。

常见的辅助角三角比

下面列出了一些常见的 T-ratio 公式:

  • sin (90 – θ) = cos θ
  • cos (90 – θ) = sin θ
  • tan (90 – θ) = cot θ
  • sin (90 + θ) = cos θ
  • cos (90 + θ) = -sin θ
  • tan (90 + θ) = -cot θ

结论

总之,我们已经看到辅助角的概念是三角学中的一个关键概念,主要用于在已知较小角度的值的情况下,通过将较大角度分解为 90 度的倍数和余数(即较小角度)来确定较大角度的 T-ratio 值。

辅助角在理论和实践的各个领域都有应用,例如确定三角比在各象限的行为、波动运动、简谐运动、信号处理等。

辅助角示例

示例 1:求 sin(210°) 的值。
解法:

> 我们有,

>

>

>

> ⇒ sin (210°) = si

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