任意角度的正弦值求法?在高中,我們學過正弦函數,也知道一些特殊角度的正弦數值,如sin90°=1,sin60°=,我來為大家講解一下關于任意角度的正弦值求法?跟着小編一起來看一看吧!
在高中,我們學過正弦函數,也知道一些特殊角度的正弦數值,如sin90°=1,sin60°=
,sin45°=,sin30°=0.5。但是對于其他非特殊角度的正弦值,我們就不太好計算了。
最近,我在圖書館看到一本國外的科普書《天啊,幾何還能這樣學》,裡面就聊到如何快速手算任意角度的正弦值,以及如何根據正弦值求解角度。裡面介紹的方法很新穎,也很有效果,如下圖所示:
這種方法的原理是,當角度很小時,該角度所對的圓弧與半徑的比值與正弦值非常接近,誤差很小。這時,計算正弦值就轉換為計算圓弧與半徑的比值。
如下圖所示,點A為圓心,AB、AD為圓的半徑,BD是角A所對應的圓弧,BC垂直AD于C。當角A很小時,圓弧BD與線段BC的長度就非常接近。
假設AB=R,于是sinA°=BC/ABBD/AB=BD/R。
又因為BD=2R(A/360),于是sinA°BD/R=(A/360)=A/180。
當已知正弦值需要求角度時,A180*sinA°/。
從中,我們可以看出來,當角度很小時,正弦值與角度接近成正比,利用這個特征,我們就能夠根據角度求解正弦值,以及根據正弦值求解角度。
一、求sin1°~sin15°以及正弦值為0~0.259時對應的角度。因為sinA°BD/R=2(A/360)=A/180,于是:
1、sin1°=1*/180=0.01745。
(查正弦表可知,sin1°=0.01745……,這時兩者小數點5位以内數值都是一緻的)
2、sin2°=2*/180=0.03491。
(查正弦表可知,sin2°=0.03489……,這時兩者小數點3位以内數值都是一緻的)
3、sin10°=10*/180=0.17453。
(查正弦表可知,sin10°=0.17364……,這時兩者小數點2位以内數值都是一緻的)
4、sin15°=15*/180=0.26180。
(查正弦表可知,sin15°=0.25881……,這時兩者小數點1位以内數值都是一緻的,這時誤差為(0.26180-0.25881)/0.25881=1.15%,這個誤差還是相對比較小的,屬于可接受範圍。)
于是當正弦值已知,且小于0.26時,我們就可以利用A180*sinA°/這個公式快速求出角度,下面我舉幾個例子:
5、當正弦值為0.25時,這時我們要求的角度A180*sinA°/=180*0.25/=14.32°。
6、當正弦值為0.2時,這時我們要求的角度A180*sinA°/=180*0.2/=11.46°。
7、當正弦值為0.1時,這時我們要求的角度A180*sinA°/=180*0.1/=5.73°。
8、當正弦值為0.08時,這時我們要求的角度A180*sinA°/=180*0.08/=4.58°。
二、求sin15°~sin30°以及正弦值為0.259~0.5時對應的角度。1、sin30°=30*/180=0.52360。
(我們知道sin30°=0.5,這時依據上述方法算出來的誤差為(0.52360-0.5)/0.5=4.72%,這個誤差已經很大了,是無法接受的。)
2、這時為了降低誤差,我們需要利用勾股定理求出15度角的正弦值(sin15°)。
已知AB=AD,AC垂直于BD,角BAC=角DAC=15°,角BAE=30°,BE垂直于AD,于是BC=CD。
因為角BAE=30°,所以BE=AB,AE=AB,ED=AD-AE=AB。
在三角形BED中,。
可計算得出:。
于是sin15°=BC/AB==0.258819……=0.259(取3位小數)
又sin30°=0.5,所以(sin30°-sin15°)/15=0.01608=0.016(取3位小數)
15°~30°,我們認為角度在增加,正弦值也随之成比例增加,即角度每增加1°,正弦值随之增加0.016。
3、于是:
sin15°=0.259
sin16°=0.259 0.016=0.275
……
sin20°=0.259 0.016*5=0.339
(查正弦表可知,sin20°=0.342……,誤差很小)
……
sin25°=0.259 0.016*10=0.419
(查正弦表可知,sin25°=0.422……,誤差很小)
……
同樣地,當正弦值已知,且處在0.259(sin15°)~0.5(sin30°)時,利用前面的結論“15°~30°,我們認為角度在增加,正弦值也随之成比例增加,即角度每增加1°,正弦值随之增加0.016”,我們可以根據正弦值快速求出相對應的角度:
4、當正弦值為0.3時,這時我們要求的角度A=15 (0.3-0.259)/0.016=17.6°。
5、當正弦值為0.4時,這時我們要求的角度A=15 (0.4-0.259)/0.016=23.8°。
6、當正弦值為0.45時,這時我們要求的角度A=15 (0.45-0.259)/0.016=26.9°。
……
三、求sin30°~sin45°以及正弦值為0.5~0.707時對應的角度。1、sin30°=0.5,sin45°=(取3位小數)
2、(sin45°-sin30°)/15=0.01608=0.0138=0.014。(取3位小數)
3、30°~45°,我們認為角度在增加,正弦值也随之成比例增加,即角度每增加1°,正弦值随之增加0.014。
4、于是:
sin30°=0.5
sin31°=0.5 0.014=0.514
……
sin35°=0.5 0.014*5=0.570
(查正弦表可知,sin35°=0.5735……,誤差很小)
……
sin40°=0.5 0.014*10=0.640
(查正弦表可知,sin40°=0.6427……,誤差很小)
……
sin44°=0.5 0.014*14=0.696
(查正弦表可知,sin44°=0.69465……,誤差很小)
同樣地,當正弦值已知,且處在0.5(sin30°)~0.707(sin45°)時,利用前面的結論“30°~45°,我們認為角度在增加,正弦值也随之成比例增加,即角度每增加1°,正弦值随之增加0.014”,我們可以根據正弦值快速求出相對應的角度:
5、當正弦值為0.6時,這時我們要求的角度A=30 (0.6-0.5)/0.014=37.1°。
6、當正弦值為0.7時,這時我們要求的角度A=30 (0.7-0.5)/0.014=44.3°。
……
四、求sin45°~sin90°以及正弦值為0.707~1時對應的角度。1、如下圖,在直角三角形ABC中,角C是直角,角A 角B=90°。
2、于是 :,等式兩邊同時除以。
3、可得。
4、于是
5、于是:sin46°==0.718
(查正弦表可知,sin46°=0.71933……,誤差很小)
……
sin50°==0.768
(查正弦表可知,sin50°=0.76604……,誤差很小)
……
sin65°==0.908
(查正弦表可知,sin65°=0.90630……,誤差很小)
……
sin75°==0.966
(查正弦表可知,sin75°=0.96592……,誤差很小)
……
sin80°==0.985
(查正弦表可知,sin80°=0.98480……,誤差很小)
……
6、下面我們根據正弦值求解角度:
根據前面結論:,
可得
這時,我們就能根據正弦值,快速求解出角度了:
7、當sinA=0.75時,得0.66,這時0.66處在0.5~0.707之間,90-A=30 (0.66-0.5)/0.014=41.4°,于是A=90-41.4=48.6°。
8、當sinA=0.8時,得0.6,這時0.6處在0.5~0.707之間,90-A=30 (0.6-0.5)/0.014=37.1°,于是A=90-37.1=52.9°。
9、當sinA=0.85時,得0.53,這時0.6處在0.5~0.707之間,90-A=30 (0.53-0.5)/0.014=32.1°,于是A=90-32.1=57.9°。
……
好了,這種方法就介紹到這裡了。
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