高中 · 三角函数

圆怎么画出正弦波?

单位圆逆时针角为正,横轴单位为度。转动单位圆,把纵坐标送到右侧波形。

问题的来处古典天文 · 三角测量

单位圆示波台:问题从哪里来?

三角学长期服务于天文与测量。把有向坐标记录在图上,就从一个圆得到周期函数;坐标正负与线段长度不是同一个概念。

读一段背景,带着问题动手

三角学长期服务于天文与测量。把有向坐标记录在图上,就从一个圆得到周期函数;坐标正负与线段长度不是同一个概念。

三角学长期服务于天文与测量。把有向坐标记录在图上,就从一个圆得到周期函数;坐标正负与线段长度不是同一个概念。 单位圆逆时针角为正,横轴单位为度。 负纵坐标是否意味着长度为负?

现在,换你来试只改变角度,比较90°与450°的纵坐标,观察周期。

故事出处与延伸阅读

单位圆示波台

M06 / 函数与数形结合
今天的问题

再多转一圈,纵坐标会改变吗?

独立探索要做什么?

只改变角度,比较90°与450°的纵坐标,观察周期。

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
圆周角→横轴 · 有向纵坐标→正弦sin θ = 0.7071
金线:半径红点:当前正弦青线:完整周期
看这里 · sin θ0.7071

纵坐标 sinθ=0.7071,横坐标 cosθ=0.7071。平方和 1;多转360°再检查。

本题是平面数学构造。三维将同一构造放入空间,便于换角度看;证明仍依据二维关系。

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sin θ
0.7071
cos θ
0.7071
sin²θ+cos²θ
1
弧度
0.7854 rad

角度以逆时针为正。横轴为角而非弧长时间;只有匀角速度转动时,才对应时间上的简谐信号。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

负纵坐标是否意味着长度为负?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

单位圆点坐标(cosθ,sinθ),勾股关系给sin²θ+cos²θ=1;增加360°回到同一点。弧度θrad=θdegπ/180。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

再多转一圈,纵坐标会改变吗?

换个条件,再试一次

负纵坐标是否意味着长度为负?

看哪里?

本题是平面数学构造。三维将同一构造放入空间,便于换角度看;证明仍依据二维关系。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识三角函数涉及的量与单位:有向角(°)。高中为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:转动单位圆,把纵坐标送到右侧波形。

再做定量:保持其他条件,比较有向角与sin θ(无量纲),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

单位圆点坐标(cosθ,sinθ),勾股关系给sin²θ+cos²θ=1;增加360°回到同一点。弧度θrad=θdegπ/180。

对照核验提示:第一圈:90°的纵坐标;多转一圈:450°,同样位置。按这些题设自己操作并比较sin θ,不把参考情景当个人完成。

适用范围:角度以逆时针为正。横轴为角而非弧长时间;只有匀角速度转动时,才对应时间上的简谐信号。

MacTutor · Trigonometric functions(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。