正弦(sine),數(shù)學(xué)術(shù)語,在直角三角形中,任意一銳角∠A的對邊與斜邊的比叫做∠A的正弦,記作sinA(由英語sine一詞簡寫得來),即sinA=∠A的對邊/斜邊。
古代說法,正弦是股與弦的比例。
研究歷史
古代說的“勾三股四弦五”中的“弦”,就是直角三角形中的斜邊,“勾”、“股”是直角三角形的兩條直角邊。
正弦是股與弦的比例,余弦是余下的那條直角邊與弦的比例。
正弦=股長/弦長
勾股弦放到圓里。弦是圓周上兩點(diǎn)連線。最大的弦是直徑。把直角三角形的弦放在直徑上,股就是∠A所對的弦,即正弦,勾就是余下的弦——余弦。
按現(xiàn)代說法,正弦是直角三角形的對邊與斜邊之比。
現(xiàn)代正弦公式是
sin = 直角三角形的對邊比斜邊.
如圖,斜邊為r,對邊為y,鄰邊為a。斜邊r與鄰邊a夾角Ar的正弦
無論a,y,r為何值,正弦值恒大于等于0小于等于1,即。
三角函數(shù)
三角函數(shù)是數(shù)學(xué)中屬于初等函數(shù)中的超越函數(shù)的一類函數(shù)。它們的本質(zhì)是任意角的集合與一個(gè)比值的集合的變量之間的映射。通常的三角函數(shù)是在平面直角坐標(biāo)系中定義的,其定義域?yàn)檎麄€(gè)實(shí)數(shù)域。另一種定義是在直角三角形中,但并不完全。現(xiàn)代數(shù)學(xué)把它們描述成無窮數(shù)列的極限和微分方程的解,將其定義擴(kuò)展到復(fù)數(shù)系。
由于三角函數(shù)的周期性,它并不具有單值函數(shù)意義上的反函數(shù)。
三角函數(shù)在復(fù)數(shù)中有較為重要的應(yīng)用。在物理學(xué)中,三角函數(shù)也是常用的工具。
在中,如果銳角A確定,那么角A的對邊與鄰邊的比便隨之確定,這個(gè)比叫做角A 的正切,記作tanA
即
同樣,在中,如果銳角A確定,那么角A的對邊與斜邊的比便隨之確定,這個(gè)比叫做角A的正弦,記作sinA
即
同樣,在中,如果銳角A確定,那么角A的鄰邊與斜邊的比便隨之確定,這個(gè)比叫做角A的余弦,記作cosA
即
正弦函數(shù)
一般的,在直角坐標(biāo)系中,給定單位圓,對任意角α,使角α的頂點(diǎn)與原點(diǎn)重合,始邊與x軸非負(fù)半軸重合,終邊與單位圓交于點(diǎn)P(u,v),那么點(diǎn)P的縱坐標(biāo)v叫做角α的正弦函數(shù),記作。通常,我們用x表示自變量,即x表示角的大小,用y表示函數(shù)值,這樣我們就定義了任意角的三角函數(shù),它的定義域?yàn)槿w實(shí)數(shù),值域為。
相關(guān)公式
平方和關(guān)系
積的關(guān)系
倒數(shù)關(guān)系
商的關(guān)系
和角公式
倍角和半角公式
由泰勒級數(shù)得出
級數(shù)展開
正弦定理
特定正弦函數(shù)與橢圓的關(guān)系
關(guān)于橢圓的周長等于特定的正弦曲線在一個(gè)周期內(nèi)的長度的證明:
半徑為r的圓柱上與一斜平面相交得到一橢圓,該斜平面與水平面的夾角為α,截取一個(gè)過橢圓短徑的圓。以該圓和橢圓的某一交點(diǎn)為起始轉(zhuǎn)過一個(gè)θ角。則橢圓上的點(diǎn)與圓上垂直對應(yīng)的點(diǎn)的高度可以得到
r:圓柱半徑
α:橢圓所在面與水平面的角度
c:對應(yīng)的弧長(從某一個(gè)交點(diǎn)起往某一個(gè)方向移動(dòng))
以上為證明簡要過程,則橢圓的周長與的正弦曲線在一個(gè)周期內(nèi)的長度是相等的,而一個(gè)周期,正好為一個(gè)圓的周長。
正弦定理(The Law of Sines)是三角學(xué)中的一個(gè)基本定理,它指出“在任意一個(gè)平面三角形中,各邊和它所對角的正弦值的比相等且等于外接圓的直徑”,即(r為外接圓半徑,D為直徑)。
早在公元2世紀(jì),正弦定理已為古希臘天文學(xué)家克羅狄斯·托勒密(C.Ptolemy)所知.中世紀(jì)阿拉伯著名天文學(xué)家阿爾·比魯尼(al—Birunj,973一1048)也知道該定理。但是,最早清楚地表述并證明該定理的是13世紀(jì)阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家和天文學(xué)家納綏爾丁。在歐洲,猶太數(shù)學(xué)家熱爾松在其《正弦、弦與弧》中陳述了該定理:“在一切三角形中,一條邊與另一條邊之比等于其對角的正弦之比”,但他沒有給出清晰的證明。15世紀(jì),德國數(shù)學(xué)家約翰·繆勒在《論各種三角形》中給出了正弦定理,但簡化了納綏爾丁的證明。1571年,法國數(shù)學(xué)家韋達(dá)(F.Viete,1540一1603)在其《數(shù)學(xué)法則》中用新的方法證明了正弦定理,之后,德國數(shù)學(xué)家畢蒂克斯(B.Pitiscus,1561—1613)在其《三角學(xué)》中沿用韋達(dá)的方法來證明正弦定理。
單位圓關(guān)系
圖像中給出了用弧度度量的某個(gè)公共角。逆時(shí)針方向的度量是正角而順時(shí)針的度量是負(fù)角。設(shè)一個(gè)過原點(diǎn)的線,同 x 軸正半部分得到一個(gè)角 θ,并與單位圓相交。這個(gè)交點(diǎn)的 y 坐標(biāo)等于 sin θ。在這個(gè)圖形中的三角形確保了這個(gè)公式;半徑等于斜邊并有長度 1,所以有了 sin θ = 。單位圓可以被認(rèn)為是通過改變鄰邊和對邊的長度并保持斜邊等于 1 查看無限數(shù)目的三角形的一種方式。
對于大于 2π 或小于 的角度,簡單地繼續(xù)繞單位圓旋轉(zhuǎn)。在這種方式下,正弦變成了周期為 2π的周期函數(shù):
對于任何角度 θ 和任何整數(shù) k。
泰勒級數(shù)
正弦函數(shù)(綠色)被對中心為原點(diǎn)的全圓的它的 11 次泰勒級數(shù)(紅色)緊密逼近。
微分方程
由于正弦的導(dǎo)數(shù)是余弦,余弦的導(dǎo)數(shù)是負(fù)的正弦,因此正弦函數(shù)滿足微分方程
這就是正弦的微分方程定義。
正弦積分
恒等變換
用其他三角函數(shù)的表示
兩角和的正弦
三倍角公式
半角公式
和差化積公式
數(shù)學(xué)術(shù)語
正弦函數(shù)﹑余弦函數(shù)﹑正切函數(shù)﹑余切函數(shù)﹑正割函數(shù)與余割函數(shù)合稱為三角函數(shù)。
拉普拉斯變換
正弦函數(shù)的拉普拉斯變換為:
參考資料 >