Калькулятор арксинуса
Результат
Угол
- Угол в радианах
- 0,5236 rad
Арксинус — это обратная тригонометрическая функция: она принимает значение синуса и возвращает угол, которому это значение принадлежит. Введите число от минус единицы до единицы, и калькулятор покажет угол в градусах и в радианах сразу — спрашивают и то и другое постоянно, а ручной перевод между ними и есть источник большинства арифметических ошибок в этой теме. Всё остальное на этой странице следует из одного факта: значение синуса не принадлежит одному-единственному углу. Синус 0,5 — это синус и тридцати градусов, и ста пятидесяти, и трёхсот девяноста, и каждого из них минус целый оборот. Функция arcsin возвращает ровно один из них — тот, что лежит между минус девяноста и девяноста градусами, — и этот выбор и есть главное значение. Это не утверждение, что остальных углов не существует. Два ограничения задают ответ. Во-первых, значение должно лежать между минус единицей и единицей: синус угла никогда не выходит из этой полосы, поэтому арксинус 1,5 не существует, и калькулятор откажет вместо того, чтобы напечатать пустую строку. Во-вторых, ответ знаковый: отрицательное значение даёт отрицательный угол, а не равносильный ему угол в нижней половине круга, — это единственное место, где данная страница читается иначе, чем страницы двойного и половинного угла. Таблица ниже перечисляет девять значений вместе с главным углом, его радианной мерой и вторым углом круга с тем же синусом.
Девять значений синуса с главным углом и вторым решением
| sin θ | θ (градусы) | второй угол (градусы) | θ (радианы) |
|---|---|---|---|
| -1 | -90 | 270 | -1.5708 |
| -0.866 | -60 | 240 | -1.0471 |
| -0.7071 | -45 | 225 | -0.7854 |
| -0.5 | -30 | 210 | -0.5236 |
| 0 | 0 | 180 | 0 |
| 0.5 | 30 | 150 | 0.5236 |
| 0.7071 | 45 | 135 | 0.7854 |
| 0.866 | 60 | 120 | 1.0471 |
| 1 | 90 | 90 | 1.5708 |
Второй столбец — то, что возвращает функция, третий — то, что она оставляет за бортом, и эта пара и есть смысл всей таблицы. Сначала прочитайте средние строки: значение ноль принадлежит паре ноль и сто восемьдесят, а 0,5 — то самое значение, с которым страница открывается, — привычной паре тридцать и сто пятьдесят. По всей таблице два угловых столбца дают в сумме сто восемьдесят, и это арифметика отражения; сумма держится и на концах. Именно на концах это перестаёт быть интересным, причём двумя разными способами. Сверху пара читается как девяносто и девяносто: кривая синуса разворачивается на вершине, поэтому отражение девяноста градусов снова даёт девяносто, и оба столбца печатают одно и то же число. Снизу пара читается как минус девяносто и двести семьдесят — это одно и то же направление, записанное двумя способами: второй столбец сохраняет знак, который возвращает функция, а третий уже поставлен на круг, и разными углами они кажутся только потому, что одному из них позволено быть отрицательным. Четвёртый столбец — это второй, переведённый в радианы; обратите внимание, что он идёт от минус 1,5708 до 1,5708, то есть на половину пи в каждую сторону, тогда как столбцы углов пробегают целый полуоборот. Числа в ячейках таблицы не локализуются: десятичный разделитель в них остаётся точкой (0.5236, а не 0,5236), потому что значения берутся из расчёта, а не из текста.
Формула
θ = arcsin x x ∈ [−1, 1] θ ∈ [−90°, 90°] второе решение на [0°, 360°) — это 180° − θ
- x
- Значение синуса, с которого вы начинаете. Оно должно лежать между минус единицей и единицей: синус угла не выходит из этой полосы, поэтому значение вне её не соответствует никакому углу
- θ
- Угол, который возвращает функция; его называют главным значением. Он всегда лежит между минус девяноста и девяноста градусами и печатается и в градусах, и в радианах
- 180° − θ
- Второй угол круга с тем же синусом. Отражения относительно вертикальной оси имеют один и тот же синус, поэтому партнёр находится вычитанием из ста восьмидесяти, а не прибавлением
Берите эту страницу, когда у вас есть отношение, а нужен угол: уклон, измеренный и записанный как синус, составляющая силы, выраженная долей от целого, показание из таблицы, где было сведено только отношение. Арксинус нужен и тогда, когда в задаче о треугольнике даны две стороны и спрашивается угол против одной из них, — синус угла равен отношению противолежащего катета к гипотенузе. Рядом стоят две страницы. Если нужны три отношения при данном угле, а не угол по отношению, работает страница тригонометрии: она идёт в обратную сторону, и обе совпадают всюду, где определены. А если на руках отношение прилежащего катета к гипотенузе, это арккосинус — его область значений покрывает верхнюю половину круга, а не правую.
Разобранные примеры
Значение синуса 0,5
- Значение лежит внутри полосы от минус единицы до единицы, значит угол существует
- Тридцать градусов — это угол из главного диапазона, синус которого равен 0,5, поэтому калькулятор покажет тридцать градусов
- В радианах это тридцать умножить на пи и разделить на сто восемьдесят, то есть одна шестая пи, или 0,5236
Значение, с которым страница открывается, и то, что показывает цену выбранного диапазона. У ста пятидесяти градусов синус тоже 0,5 — это отражение тридцати градусов относительно вертикальной оси, — но функция возвращает одно число, и тридцать то, которое попало в диапазон. Таблица делает потерянный угол видимым: 0,5 стоит шестой из её девяти строк, а третий столбец этой строки равен 150. Оба угла отвечают на один и тот же вопрос; вернуть функция вправе только один из них.
Значение синуса 0,25, не табличный угол
- Четверть не является синусом никакого угла из привычной таблицы, поэтому ответ будет десятичной дробью
- Угол, синус которого равен 0,25, — это 14,48 градуса с точностью до двух знаков
- В радианах тот же угол равен 0,2527, то есть примерно четверти самого значения синуса
Большинство значений попадает сюда, а не на табличный угол, и эта строка показывает, как выглядит настоящий поиск по таблице. На столбец радиан стоит взглянуть: для малых углов радианная мера очень близка к самому значению синуса, поэтому 0,2527 стоит рядом с 0,25. Это приближение малых углов, и то, что оно проявляется в таблице само собой, — самое короткое объяснение того, почему радиан является единицей математического анализа.
Отрицательное значение синуса, минус 0,5
- Минус 0,5 лежит внутри полосы, поэтому калькулятор находит угол
- Угол из главного диапазона, синус которого равен минус 0,5, — это минус тридцать градусов
- Радианы сохраняют тот же знак: минус 0,5236
Второе место, где эта страница читается иначе, чем страницы двойного и половинного угла. Там отрицательный угол приводился к диапазону до всех прочих действий и возвращался как положение в верхней половине круга. Здесь ответ остаётся знаковым, потому что главный диапазон — это полоса от минус девяноста до девяноста, и половина её лежит ниже нуля. Тридцать градусов ниже горизонтали и тридцать градусов выше — один и тот же угол с противоположными знаками, и функция возвращает тот, знак которого совпадает со знаком входа. Строка таблицы для минус 0,5 показывает оба прочтения: минус тридцать во втором столбце и 210 в третьем.
Значение синуса 1, на краю полосы
- Единица — наибольший синус, какой бывает у угла, поэтому ответ упирается в верхнюю границу главного диапазона
- У девяноста градусов синус равен единице, и ни у одного угла он не больше
- В радианах прямой угол равен половине пи, то есть 1,5708
Строка, где два решения сливаются в одно. Любое другое значение синуса из полосы принадлежит двум разным углам, а единица принадлежит девяноста градусам и больше ничему на круге: кривая синуса разворачивается в этой точке, поэтому отражение девяноста градусов относительно вертикальной оси снова даёт девяносто градусов. Таблица показывает это наглядно — второй и третий столбцы последней строки оба читаются как 90. Это не продублированная запись, это кривая, выравнивающаяся на своей вершине.
Ограничения
Эта страница не делает трёх вещей. Первое: значение вне полосы от минус единицы до единицы не имеет ответа и отклоняется, а не приближается, — 1,5 не является синусом никакого угла. Второе: ответ — только главное значение. Любое значение синуса между минус единицей и единицей принадлежит двум углам в пределах одного оборота и бесконечно многим с учётом оборотов, а страница возвращает то, что лежит в полосе от минус девяноста до девяноста; если нужен другой угол, он есть в третьем столбце таблицы, а на сколько целых оборотов дальше лежит ещё одна копия, здесь не скажет ничто. Третье: радианы печатаются с четырьмя знаками, а градусы — с двумя, поэтому значение, которое после округления попадает на табличный угол, напечатается как этот угол, — арксинус 0,866 печатается как шестьдесят градусов, хотя точный синус шестидесяти градусов чуть больше 0,866.
Частые вопросы
- Почему арксинус 0,5 даёт 30 градусов, а не 150?
- Потому что у обоих углов синус равен 0,5, а функция может вернуть только одно число. Область значений арксинуса закреплена как полоса от минус девяноста градусов до девяноста, и тридцать — тот угол, который в неё попадает. Сто пятьдесят градусов — совершенно законный ответ уравнения, и таблица на этой странице показывает его в третьем столбце, но функция возвращает не его.
- Что произойдёт, если ввести значение больше единицы?
- Калькулятор откажет, потому что ни у одного угла синус не бывает больше единицы. Синус угла остаётся между минус единицей и единицей, что бы угол ни делал, поэтому область значений обратной функции — ровно эта полоса, и ничто за её пределами не соответствует никакому углу. Это не то же самое, что значение 1,5 в делении, где большое число просто даёт маленькое: здесь у самого вопроса нет ответа.
- Почему для отрицательного значения ответ отрицательный?
- Потому что главный диапазон идёт от минус девяноста градусов до девяноста, и половина его лежит ниже нуля. Функция синуса нечётна — синус минус тридцати равен минус синусу тридцати, — поэтому обращение её на отрицательном значении даёт отрицательный угол. Равносильный угол в нижней половине круга, 330 градусов для входа минус 0,5, задаёт то же направление; калькулятор возвращает знаковый.
- Как найти угол по значению синуса вручную?
- Посмотрите значение в таблице синусов или оцените по опорным точкам: синус 0,5 — это тридцать градусов, синус 0,7071 — сорок пять, а синус 0,866 — шестьдесят. Для всего, что попадает между ними, практичнее взять калькулятор. Единственное, что стоит помнить при ручном счёте, — это второй угол: любое значение синуса внутри полосы принадлежит двум углам за один оборот, а таблица обычно приводит только первый.
- Чему равен арксинус в радианах?
- Тому же углу, измеренному иначе. Тридцать градусов — это одна шестая пи, то есть 0,5236 радиана, и калькулятор печатает обе записи, чтобы перевод никогда не приходилось делать вручную. Радиан — та единица, в которой производная синуса равна косинусу, поэтому всё, что связано с математическим анализом, записывает углы так, а всё, что измеряется транспортиром, — в градусах.
- Арксинус — это то же самое, что единица, делённая на синус?
- Нет, и эти двое легко путаются, потому что в обоих названиях звучит слово синус. Арксинус обращает синус: он берёт 0,5 и возвращает тридцать градусов. Единица, делённая на синус, берёт 0,5 и возвращает 2 — это косеканс тридцати градусов, то есть отношение, а не угол. Обозначение только усиливает путаницу: обратную функцию часто пишут с маленькой минус единицей сверху, и это выглядит ровно как степень.
Источники
- Inverse Sine — the function this page computes, its principal range, and why the range has to be chosen at all — Wolfram MathWorld (United States)
- Inverse Trigonometric Functions — the three inverse functions together, with the ranges and the branch cuts — Wolfram MathWorld (United States)
- Trigonometric Functions — the definitions of sine, cosine and tangent, and the band each of them stays inside — Wolfram MathWorld (United States)
- Inverse Sine, Cosine, Tangent — the same three functions in plain language, with the range diagrams — Math is Fun (United Kingdom)