把角度放到圆上

以原点为圆心,半径为 1。一个从正横轴逆时针转过角度 \theta 的点,坐标定义为

P=(\cos\theta,\sin\theta).

余弦是横坐标,正弦是纵坐标。这把直角三角形里的定义扩展到了任意角度。

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投影会告诉你符号

从第一象限转到第二象限,横坐标变成负数,纵坐标仍为正数。于是第二象限的余弦为负、正弦为正。

转一整圈后,点回到原处,因此正弦和余弦都以 2\pi 弧度为周期。

演示的角度显示使用度数,计算会先换成弧度:\theta_{rad}=\theta_{deg}\pi/180。

恒等式来自圆的方程

因为点始终在单位圆上,圆的方程给出

\cos^2\theta+\sin^2\theta=1.

这条式子直接来自几何,而不是需要孤立记忆的技巧。

试着解释

拖动到 90°、180°、270°。每次先预测两种投影的值,再检查演示。

如果半径变为 3,点的坐标会变成什么?为什么正弦、余弦的定义仍可从坐标除以半径得到?