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輸入計算

π radians

數學公式

數學公式: 三角函數計算機(π 弧度)
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  1. Derived functions

    Derived functions: 三角函數計算機(π 弧度)

    Tangent, cotangent, secant and cosecant are built from sine and cosine; they are undefined where the denominator is zero.

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結果

sin(π·1)
0
value of the function at θ = 1π radians
函數 sin
Angle (multiples of π) 1
角度(弧度) 3.14159265

這個計算機能做什麼

這個工具可以計算六大圓函數(三角函數)中的任一個——正弦 sine、餘弦 cosine、正切 tangent、餘切 cotangent、正割 secant 與餘割 cosecant——而你只需把角度寫成 π 弧度的倍數。與其輸入像 1.0471975512 這種彆扭的小數,不如直接填入 n,計算機就會在角度 \(\theta = n \times \pi\) 求值。因此 n = 1 代表 π 弧度(180 度),n = 0.5 代表 π/2(90 度),n = 1/3 則代表 π/3(60 度)。

操作方式

先從 求: 下拉選單挑選你要的函數,接著在 角度為: 欄位輸入 n 的數值。系統也接受負數,這點很實用——因為 sine、tangent、cotangent 與 cosecant 為奇函數,而 cosine 與 secant 為偶函數。按下計算後,你會看到函數值、以一般弧度重新表示的角度,以及一行說明指出使用了哪個函數。

公式說明

首先把角度換算:$$\theta = n \times \pi.$$接著直接算出 sine 與 cosine,其餘四個函數則由此推導:$$\tan\theta=\frac{\sin\theta}{\cos\theta},\quad \cot\theta=\frac{\cos\theta}{\sin\theta},\quad \sec\theta=\frac{1}{\cos\theta},\quad \csc\theta=\frac{1}{\sin\theta}.$$由於電腦無法精確儲存 π,像 \(\sin(\pi)\) 這樣的結果往往會跑出 1.2e-16 這種極小數,而不是乾淨的 0。本計算機會把任何小於 1e-12 的數值直接歸零,這同時也讓它能在分母為零時正確回報為 undefined(未定義)——例如當 n 為半整數(半整奇數)時的 tan 與 sec,或當 n 為整數時的 cot 與 csc。

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顯示角度 theta 及正弦、餘弦投影的單位圓
在單位圓上,theta = n·pi 確定的點,其座標即為餘弦和正弦。

實際範例

選擇 cos 並輸入 n = 0.333333(三分之一)。此時角度為 \(\theta = \pi/3\),而 \(\cos(\pi/3) = 0.5\),所以結果為 0.5。再選 csc 並輸入 n = 0.166667(六分之一):\(\theta = \pi/6\),\(\sin = 0.5\),因此 $$\csc = \frac{1}{0.5} = 2.$$

以 pi 的倍數標記的正弦和餘弦波形圖
正弦和餘弦隨角度的圖形,座標軸以 pi 的倍數標記。

常見問題

為什麼要用 π 的倍數?三角函數的角度以弧度表示最為自然,而那些「漂亮」的角度都是 π 的簡單分數。直接輸入 n,就能避免自己手動四捨五入角度所產生的誤差。

什麼時候結果會是未定義?只要函數出現除以零的情形即是:tan 與 sec 在 \(\cos = 0\) 時(n = k + 0.5),以及 cot 與 csc 在 \(\sin = 0\) 時(n 為整數)。

能處理很大的 n 嗎?可以,但浮點誤差會隨數值大小而增大,因此極端數值的精度會降低。本工具主要設計用於教學與快速驗算。

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