三角函数线是怎么画出来的,有什么作用
2024-11-18 广告
在平面直角坐标系中,从顶点在原点且始边与 x 轴重合的任意角 θ 的终边与单位圆的交点作 x 轴的垂线。从 x 轴到该交点之间的有向线段(垂线段)是正弦线,如图中红色线段所示,即为该点的纵坐标,y=sinθ;原点到垂足构成的有向线段是余弦线,如图中绿色线段所示,即为该点的横坐标,x=cosθ。在单位圆与 θ 角的始边交点处作单位圆的切线,切点与 θ 角终边的交点构成的有向线段称为角 θ 的正切线,如图中蓝色所示,根据相似三角形易判断其长度就是 θ 角的正切值,y/x=tanθ。
注意,三角函数线是有向线段。若指向坐标轴的正方向,则表示对应的三角函数取正值;若指向坐标轴的负方向,则表示取负值。应用这一点很容易记忆三角函数值在各个象限的取值符号。取得正值的象限为:一全正,二正弦,三正切,四余弦。
利用三角函数线很容易理解正弦函数和余弦函数是有界函数,即 [-1,1],而正切函数是无界的,取值范围是 R。无论角度 θ 如何变化,sinθ 和 cosθ 对应的三角函数线(红色和绿色)都在单位圆内部运动,而正切线(蓝色)在单位圆外部,长度取任意实数值。
借助三角函数线也很容易辅助记忆诱导公式:2kπ+θ是终边重合的角;π+θ是反向延长,即关于原点对称;π-θ是关于 y 轴对称(互补);-θ是关于x轴对称;π/2+θ是取垂直,逆时针旋转;-π/2+θ也是取垂直,顺时针旋转;π/2-θ是关于 y=x 对称(互余).
将正弦线沿着x轴展开,就得到正弦函数的图象;沿着y轴展开,就得到余弦函数的图象。如下图所示: