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数学公式

数学公式: 三角函数求值器(角度以π的倍数弧度表示)
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  1. Six trigonometric functions

    Six trigonometric functions: 三角函数求值器(角度以π的倍数弧度表示)

    All six functions are computed from sin(theta) and cos(theta). Tangent/secant are undefined where cos=0; cotangent/cosecant where sin=0.

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结果

函数值
1
无量纲
角度(弧度) 1.570796 rad
角度(度) 90°

这个计算器能做什么

本工具可以计算六种三角函数中的任意一种——正弦(sin)、余弦(cos)、正切(tan)、余切(cot)、正割(sec)和余割(csc)——在某一个角处的函数值。角度可以按以下几种方式输入:π弧度的倍数(这也是原始图集页面的默认模式)、普通弧度、角度(度),或百分度(gradian)。这是一款纯数学工具,不受任何国家或地区规则的限制,全球通用。

使用方法

先从下拉菜单中选择一个函数,输入角度的数值,再选择对应的角度单位。在"π弧度"模式下,你输入的数值会自动乘以π,因此输入 0.5 表示的是 \(0.5\pi = \pi/2\)。计算器会返回函数值,并同时给出该角换算成弧度和角度(度)的结果,方便你核对单位换算是否正确。

公式详解

每一种函数都由弧度角 \(\theta\) 的正弦和余弦推导而来。首先对角度进行归一化处理:

$$\theta = \text{角度数值} \times \text{系数}$$

其中对于π弧度、弧度、角度和百分度,系数分别为 \(\pi\)、\(1\)、\(\pi/180\) 和 \(\pi/200\)。接着计算 \(\sin\) 和 \(\cos\),然后:

$$\tan\theta=\frac{\sin\theta}{\cos\theta},\quad \cot\theta=\frac{\cos\theta}{\sin\theta},\quad \sec\theta=\frac{1}{\cos\theta},\quad \csc\theta=\frac{1}{\sin\theta}$$

当分母为零时,函数存在一条垂直渐近线,结果将标记为"无定义"。由于浮点运算的 \(\sin\) 和 \(\cos\) 几乎不可能精确返回零,因此程序使用 \(10^{-12}\) 的容差来干净利落地识别这些渐近线。

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正切函数图像,显示重复的曲线和垂直虚线渐近线
tan、cot、sec 和 csc 等函数在其渐近线处趋于无穷大。
单位圆显示角度 θ,正弦和余弦为圆上该点的坐标
在单位圆上,余弦和正弦是角度 \(\theta\) 处那个点的 x 和 y 坐标。

实例演算

选择"余弦",角度数值填 0.5,单位选"π弧度"。此时 \(\theta = 0.5 \times \pi = 1.570796\) 弧度 \(= 90\) 度,而 \(\cos(90°) = 0\),所以函数值显示为 0。若把函数切换为"正切"、角度保持不变,由于 \(\cos(\theta)\) 为零,工具会显示"无定义(渐近线)"——这正对应你在正切函数图像上 \(\pi/2\) 处看到的那条竖直渐近线。

常见问题

为什么会显示"无定义"? 在余弦为零的地方(\(\theta = \pi/2 + k\cdot\pi\)),正切和正割会发散到无穷;在正弦为零的地方(\(\theta = k\cdot\pi\)),余切和余割会发散到无穷。在这些精确的角处,函数值为无穷大,因此我们将其标记为渐近线。

结果的取值范围是多少? 正弦和余弦的值始终落在 \([-1, 1]\) 之间;正割和余割的绝对值始终不小于 1;正切和余切则可以取任意实数。

可以输入负角吗? 可以。标准函数图像通常绘制在 \(-2\pi\) 到 \(2\pi\) 的区间上,而本求值器接受任意支持单位下的任意实数角。

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