含光混世贵无名,孤高何用比云月
sin

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正弦(sine),数学术语,在直角三角形中,任意一锐角∠A的对边与斜边的比叫做∠A的正弦,记作sinA(由英语sine一词简写得来),即sinA=∠A的对边/斜边。古代说法,正弦是股与弦的比例。


目录

  1. 1研究历史
  2. 2三角函数
  3. 3正弦函数
  4. 平方和关系
  5. 积的关系
  1. 倒数关系
  2. 商的关系
  3. 和角公式
  4. 倍角半角公式
  5. 4正弦定理
  6. 5正弦定理
  1. 6单位圆
  2. 7级数
  3. 8微分方程
  4. 9正弦积分
  5. 10恒等变换
  1. 11数学术语
  2. 12拉普拉斯变换

>研究历史

古代说的“勾三股四弦五”中的“弦”,就是直角三角形中的斜边,“勾”、“股”是直角三角形的两条直角边。

图1
正弦是股与弦的比例,余弦是余下的那条直角边与弦的比例。
正弦=股长/弦长
勾股弦放到圆里。弦是圆周上两点连线。最大的弦是直径。 把直角三角形的弦放在直径上,股就是∠A所对的弦,即正弦,勾就是余下的弦——余弦。
按现代说法,正弦是直角三角形的对边与斜边之比。
现代正弦公式
sin = 直角三角形的对边比斜边.
如图1,斜边为r,对边为y,邻边为a。斜边r与邻边a夹角Ar的正弦sinA=y/r
无论a,y,r为何值,正弦值恒大于等于0小于等于1,即0≤sin≤1.

>三角函数

三角函数是数学中属于初等函数中的超越函数的一类函数。它们的本质是任意角的集合与一个比值的集合的变量之间的映射。通常的三角函数是在平面直角坐标系中定义的,其定义域为整个实数域。另一种定义是在直角三角形中,但并不完全。现代数学把它们描述成无穷数列的极限和微分方程的解,将其定义扩展到复数系。
由于三角函数的周期性,它并不具有单值函数意义上的反函数
三角函数在复数中有较为重要的应用。在物理学中,三角函数也是常用的工具。
在RT△ABC中,如果锐角A确定,那么角A的对边与邻边的比便随之确定,这个比叫做角A 的正切,记作tanA
即tanA=角A 的对边/角A的邻边
同样,在RT△ABC中,如果锐角A确定,那么角A的对边与斜边的比便随之确定,这个比叫做角A的正弦,记作sinA
即sinA=角A的对边/角A的斜边
同样,在RT△ABC中,如果锐角A确定,那么角A的邻边与斜边的比便随之确定,这个比叫做角A的余弦,记作cosA
即cosA=角A的邻边/角A的斜边

>正弦函数

一般的,在直角坐标系中,给定单位圆,对任意角α,使角α的顶点与原点重合,始边与x轴非负半轴重合,终边与单位圆交于点P(u,v),那么点P的纵坐标v叫做角α的正弦函数,记作v=sinα。通常,我们用x表示自变量,即x表示角的大小,用y表示函数值,这样我们就定义了任意角的三角函数y=sin x,它的定义域为全体实数,值域为[-1,1]。
相关公式

>平方和关系

(sinα)^2 +(cosα)^2=1

>积的关系

sinα = tanα × cosα(即sinα / cosα = tanα )
cosα = cotα × sinα (即cosα / sinα = cotα)
tanα = sinα × secα (即 tanα / sinα = secα)

>倒数关系

tanα × cotα = 1
sinα × cscα = 1
cosα × secα = 1

>商的关系

sinα / cosα = tanα = secα / cscα

>和角公式

sin ( α ± β ) = sinα · cosβ ± cosα · sinβ
sin ( α + β + γ ) = sinα · cosβ · cosγ + cosα · sinβ · cosγ + cosα · cosβ · sinγ - sinα · sinβ · sinγ
cos ( α ± β ) = cosα cosβ ∓ sinβ sinα
tan ( α ± β ) = ( tanα ± tanβ ) / ( 1 ∓ tanα tanβ )

>倍角半角公式

sin ( 2α ) = 2sinα · cosα 
sin ( 3α ) = 3sinα - 4sin & sup3 ; ( α ) = 4sinα · sin ( 60 + α ) sin ( 60 - α )
sin ( α / 2 ) = ± √( ( 1 - cosα ) / 2)
泰勒级数得出
sinx = [ e ^ ( ix ) - e ^ ( - ix ) ] / ( 2i )
级数展开
sin x = x - x3 / 3! + x5 / 5! - ... ( - 1 ) k - 1 * x 2 k - 1 / ( 2k - 1 ) ! + ... ( - ∞ < x < ∞ )
( sinx ) ' = cosx
( cosx ) ' = ﹣ sinx

>正弦定理

特定正弦函数与椭圆的关系
关于椭圆的周长等于特定的正弦曲线在一个周期内的长度的证明:
半径为r的圆柱上与一斜平面相交得到一椭圆,该斜平面与水平面的夹角为α,截取一个过椭圆短径的圆。以该圆和椭圆的某一交点为起始转过一个θ角。则椭圆上的点与圆上垂直对应的点的高度可以得到
f(c)=r tanα sin(c/r)
r:圆柱半径
α:椭圆所在面与水平面的角度
c:对应的弧长(从某一个交点起往某一个方向移动)
以上为证明简要过程,则椭圆(x*cosα)^2+y^2=r^2的周长与f(c)=r tanα sin(c/r)的正弦曲线在一个周期内的长度是相等的,而一个周期T=2πr,正好为一个圆的周长。

>正弦定理

正弦定理(The Law of Sines)是三角学中的一个基本定理,它指出“在任意一个平面三角形中,各边和它所对角的正弦值的比相等且等于外接圆的直径”,即a/sinA = b/sinB =c/sinC = 2r=D(r为外接圆半径,D为直径)。
早在公元2世纪,正弦定理已为古希腊天文学家托勒密(C.Ptolemy)所知.中世纪阿拉伯著名天文学家阿尔·比鲁尼(al—Birunj,973一1048)也知道该定理。但是,最早清楚地表述并证明该定理的是13世纪阿拉伯数学家和天文学家纳绥尔丁。在欧洲,犹太数学家热尔松在其《正弦、弦与弧》中陈述了该定理:“在一切三角形中,一条边与另一条边之比等于其对角的正弦之比”,但他没有给出清晰的证明。15世纪,德国数学家雷格蒙塔努斯在《论各种三角形》中给出了正弦定理,但简化了纳绥尔丁的证明。1571年,法国数学家韦达(F.Viete,1540一1603)在其《数学法则》中用新的方法证明了正弦定理,之后,德国数学家毕蒂克斯(B.Pitiscus,1561—1613)在其《三角学》中沿用韦达的方法来证明正弦定理 

>单位圆

图像中给出了用弧度度量的某个公共角。逆时针方向的度量是正角而顺时针的度量是负角。设一个过原点的线,同 x 轴正半部分得到一个角 θ,并与单位圆相交。这个交点的 y 坐标等于 sin θ。在这个图形中的三角形确保了这个公式;半径等于斜边并有长度 1,所以有了 sin θ = y/1 。单位圆可以被认为是通过改变邻边和对边的长度并保持斜边等于 1 查看无限数目的三角形的一种方式。
对于大于 2π 或小于 −2π 的角度,简单的继续绕单位圆旋转。在这种方式下,正弦变成了周期为 2π的周期函数:
对于任何角度 θ 和任何整数 k

>级数

正弦函数(绿色)被对中心为原点的全圆的它的 11 次泰勒级数(红色)紧密逼近。

>微分方程

由于正弦的导数是余弦,余弦的导数是负的正弦,因此正弦函数满足微分方程
这就是正弦的微分方程定义。

>正弦积分

>恒等变换

用其他三角函数的表示
函数
两角和的正弦
二倍角公式
三倍角公式
半角公式
万能公式

>数学术语

>拉普拉斯变换

正弦函数的拉普拉斯变换为:
 

简典