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高中我们学过正弦函数,也知道一些特殊角度的正弦值,比如sin90 = 1,sin60 =,sin45 =,sin30 =0.5。但是对于其他非特殊的角度正弦值,我们就不好计算了。
最近在图书馆看到一本国外的科普书《我的天,几何还能这么学》。它讲述了如何快速手动计算任意角度的正弦值。方法新颖有效,如下图所示。
这种方法的原理是当角度很小时,圆弧与角度半径的比值很接近正弦值,误差很小。此时,计算正弦值就转化为计算圆弧与半径的比值。
如下图所示,A点是圆心,AB和AD是圆的半径,BD是角度A对应的圆弧,BC垂直于AD和c,当角度A较小时,圆弧BD和直线BC的长度很接近。
假设AB=R,那么Sina = BC/AB BD/AB = BD/R。
又因为BD=2R(A/360),新浪BD/r = (a/360) = a/180。
接下来,我们可以求出任意角度的正弦值:
一、求sin1°~sin15°。
因为新浪BD/R = 2 (A/360) = A/180,所以:
1、sin1 =1* /180=0.01745。
(查正弦表,我们可以看到sin 1 = 0.01745……………………………………………………………………………………………………………
sin2 =2* /180=0.03491。
(查正弦表,我们可以看到sin2 =0.03489……
3、sin10 =10* /180=0.17453。
(查正弦表,我们可以看到sin 10 = 0.17364………………………………………………………………………………………………………
3、sin15 =15* /180=0.26180。
(查正弦表,可以看到SIN是sin15 =0.25881……,那么两者小数点后一位以内的数值是一致的,那么误差就是(0.26180-0.25881)/0.25881=1.15%,比较小,属于可以接受的范围。)
二、求sin15°~sin30°。
1、sin30 =30* /180=0.52360。
(我们知道sin是30 = 0.5,那么用上面的方法计算出来的误差是(0.52360-0.5)/0.5=4.72%,已经太大了,不能接受。)
2.这时,为了减少误差,我们需要用勾股定理求15度角的正弦值(sin15)。
已知AB=AD,AC垂直于BD,角度BAC=角度DAC = 15,角度BAE = 30,BE垂直于AD,所以BC=CD。
角度BAE = 30,所以BE= AB,AE= AB,ED=AD-AE= AB。
在三角床上。
可以计算出:
那么sin 15 = BC/AB = = 0.258819 … = 0.259(取3位小数)
而sin 30 = 0.5,所以(sin 30-sin 15)/15 = 0.01608 = 0.016(取3位小数)
15° ~ 30°,我们认为角度在增加,正弦值也成比例增加,即角度每增加1°,正弦值增加0.016°。
3.所以:
sin15 =0.259
sin16 =0.259+0.016=0.275
……
sin20 =0.259+0.016*5=0.339
(查正弦表,可以看到SIN 20 = 0.342 ……,误差很小)
……
sin25 =0.259+0.016*10=0.419
(查正弦表,可以看到SIN 25 = 0.422 ……,误差很小)
……
三、求sin30°~sin45°。
1.sin 30 = 0.5,sin45 =(取3位小数)
2 、( sin 45-sin 30)/15 = 0.01608 = 0.0138 = 0.014。(取3位小数)
3.从30°到45°,我们认为角度在增加,正弦值会成比例增加,即角度每增加1°,正弦值增加0.014°。
4.所以:
sin30 =0.5
sin31 =0.5+0.014=0.514
……
sin35 =0.5+0.014*5=0.570
(查正弦表,我们可以看到Sin35 = 0.5735 ……而且误差很小)
……
sin40 =0.5+0.014*10=0.640
(查正弦表,我们可以看到Sin40 = 0.6427 ……误差很小)
……
sin44 =0.5+0.014*14=0.696
(查正弦表可以看到sin44 =0.69465…… ……,误差很小)
四、求sin45°~sin90°。
1.如下图所示,在直角三角形ABC中,角C是直角,角A+角B = 90。
2.所以:,等式两边都除以。
3.可用。
4.因此
5.所以:sin46 = =0.718
(查正弦表可以看到sin46 =0.71933…… ……,误差很小)
……
sin50 = =0.768
(查正弦表可以看到sin50 =0.76604…… ……,误差很小)
……
sin65 = =0.908
(查正弦表,我们可以看到sin65 =0.90630………,而且误差很小)
……
sin75 = =0.966
(查正弦表可以看到sin75 =0.96592…… ……,误差很小)
……
sin80 = =0.985
(查正弦表,我们可以看到Sin80 = 0.98480 ……误差很小)
……
好了,这个方法到此为止。
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