Калькулятор арктангенса
Результат
Угол
- Угол в радианах
- 0,7854 rad
Арктангенс — это обратная тригонометрическая функция: она превращает значение тангенса в угол, которому это значение принадлежит, и показывает его в градусах и в радианах. Отношение, которое сюда вводят, обычно записывают как tan, а саму функцию — как arctan (иногда как tan с маленькой минус единицей сверху). В отличие от двух других обратных функций эта принимает любое действительное число: уклон бывает сколь угодно крутым, полосы, за которую нельзя выходить, здесь нет, и тангенс миллиона — совершенно законный вход. Возвращаемый угол всегда лежит между минус девяноста градусами и девяноста, и оба конца этого интервала — самое интересное в нём, потому что ни один из концов не достигается. Тангенса девяноста градусов не существует: отношение обнулило бы прилежащий катет и разделило на него. Поэтому каким бы большим ни было введённое значение, ответ поднимается к девяноста и останавливается, не дойдя, а страница напечатает девяносто градусов для всего, что достаточно велико, чтобы разница ушла ниже последнего показанного знака. Это артефакт округления, а не ответ, и знать о нём стоит заранее. Остальное следует из ещё одного свойства. Тангенс повторяется каждые пол-оборота, а не каждые полный оборот, поэтому тангенс единицы принадлежит и сорока пяти градусам, и двумстам двадцати пяти, и эти два угла отстоят друг от друга на пол-оборота, а не являются отражениями друг друга. Таблица ниже показывает девять значений вместе с углом, его радианами и партнёрским углом через пол-оборота. Стоит взглянуть и на двух соседей. Если отношение, которое у вас есть, — это противолежащий катет к гипотенузе, вам нужен арксинус: он живёт внутри полосы от минус единицы до единицы и отвечает в правой половине круга. А если это прилежащий катет к гипотенузе, вам нужен арккосинус, чья область значений — верхняя половина круга, а ответы никогда не отрицательны.
Девять значений тангенса с главным углом и партнёром через пол-оборота
| tan θ | θ (градусы) | второй угол (градусы) | θ (радианы) |
|---|---|---|---|
| -3 | -71.57 | 108.43 | -1.249 |
| -1.7321 | -60 | 120 | -1.0472 |
| -1 | -45 | 135 | -0.7854 |
| -0.5774 | -30 | 150 | -0.5236 |
| 0 | 0 | 180 | 0 |
| 0.5774 | 30 | 210 | 0.5236 |
| 1 | 45 | 225 | 0.7854 |
| 1.7321 | 60 | 240 | 1.0472 |
| 3 | 71.57 | 251.57 | 1.249 |
Это единственная из трёх таблиц обратных страниц, где нет ни одной строки с совпадающими угловыми столбцами, и причина стоит пары слов. На странице арксинуса и на странице арккосинуса второй угол — отражение, поэтому в двух точках разворота кривой партнёром оказывается сам угол и столбцы печатают одно и то же число; строки тех таблиц, где читается девяносто и девяносто, — как раз такое вырождение. У тангенса нет ни точек разворота, ни границы: за один полуоборот он поднимается от минус бесконечности до плюс бесконечности, и два угловых столбца всегда отстоят ровно на пол-оборота. Поэтому каждая строка здесь отличается на сто восемьдесят, и вырождаться на концах нечему, потому что концов в таблице нет: область значений открыта, и углы поднимаются к девяноста и к минус девяноста, никогда ими не становясь. Прочитайте первую и последнюю строки вместе: три и минус три дают углы, которые являются зеркальными отражениями друг друга, минус 71,57 ниже нуля и столько же выше, а два столбца партнёров точно так же отражают друг друга относительно средней строки. Числа в ячейках таблицы не локализуются: десятичный разделитель в них остаётся точкой (1.249 и 71.57, а не 1,249 и 71,57), потому что значения берутся из расчёта, а не из текста.
Формула
θ = arctan x x ∈ ℝ θ ∈ (−90°, 90°) второе решение на [0°, 360°) — это θ + 180°
- x
- Значение тангенса; это может быть любое действительное число. Здесь ничто не отклоняется, потому что тангенс принимает каждое действительное значение где-то на круге
- θ
- Угол, который возвращает функция; он всегда строго между минус девяноста градусами и девяноста. Оба конца исключены, потому что тангенса нет ни в одном из них
- θ + 180°
- Второй угол круга с тем же тангенсом. Тангенс повторяется каждые пол-оборота, поэтому партнёр находится прибавлением, а не отражением относительно оси
Берите эту страницу всякий раз, когда имеющееся у вас отношение — это уклон: превышение над заложением, уклон дороги или крыши, направление вектора на плоскости. Она же нужна, когда две известные стороны — те, что сходятся под прямым углом, потому что тангенс угла есть отношение противолежащего катета к прилежащему; и это единственная из трёх, которая никогда не отклонит вход за то, что он слишком велик. Рядом стоят два соседа. Если отношение — противолежащий катет к гипотенузе, это арксинус, чья область значений покрывает правую половину круга вместо средней полосы. А если нужно значение тангенса при данном угле, а не угол по тангенсу, работает страница тангенса — она идёт в обратную сторону, и там же объясняется, почему на прямом угле отношение взрывается.
Разобранные примеры
Значение тангенса 1
- Значение принимается любое, значит угол существует
- Сорок пять градусов — это угол из области значений, тангенс которого равен единице, поэтому страница покажет сорок пять градусов
- В радианах это четверть пи, то есть 0,7854
Значение, с которым страница открывается, и самый маленький пример партнёра через пол-оборота. Тангенс единицы принадлежит ещё и двумстам двадцати пяти градусам, а это сорок пять плюс пол-оборота: третий столбец таблицы в этой строке равен 225. Обратите внимание, чем партнёр не является: он не отражение сорока пяти градусов ни относительно одной из осей, как это было бы на страницах арксинуса и арккосинуса. Тангенс просто повторяется через пол-оборота, и это то же самое утверждение, что период тангенса равен ста восьмидесяти градусам, а не трёмстам шестидесяти.
Отрицательное значение тангенса, минус 1
- Значение принимается, и оно отрицательное, поэтому ответ тоже будет отрицательным
- Угол из области значений, тангенс которого равен минус единице, — это минус сорок пять градусов
- Радианы сохраняют тот же знак: минус 0,7854
Знаковое соглашение, как на странице арксинуса и в отличие от страницы арккосинуса. Отрицательный уклон даёт отрицательный угол, потому что область значений — полоса от минус девяноста до девяноста, и половина её лежит ниже нуля. Партнёр здесь — сто тридцать пять градусов, то есть минус сорок пять плюс пол-оборота; он же оказывается отражением сорока пяти градусов относительно вертикальной оси, но это совпадение принадлежит данному значению, а не странице, и перестаёт держаться, как только значение перестаёт быть ровно минус единицей.
Значение тангенса 0,5, не табличный угол
- Половина не является тангенсом никакого угла из привычной таблицы, поэтому ответ будет десятичной дробью
- Угол, тангенс которого равен 0,5, — это 26,57 градуса
- В радианах тот же угол равен 0,4636
Большинство уклонов попадает на такую строку, а не на табличный угол. Здесь же яснее всего видна форма ответа: с ростом значения угол поднимается к девяноста и никогда его не касается, а с приближением значения к нулю угол опускается к нулю. Тангенс малого угла очень близок к самому углу в радианах — 0,4636 против 0,5, — и это то же приближение малых углов, которое всплывает на странице арксинуса, только здесь оно грубее.
Значение тангенса миллион, на краю области значений
- Миллион здесь обычный вход, поскольку никакой границы не применяется
- Угол, тангенс которого равен миллиону, — это 89,99994 градуса, то есть на волосок ниже девяноста
- Двух знаков после запятой не хватает, чтобы показать разницу, поэтому страница печатает девяносто градусов
Строка, ради предупреждения о которой эта страница и существует. Девяносто градусов в область значений не входит и никогда не войдёт — тангенса там нет вообще, — но вход такого размера подходит достаточно близко, чтобы напечатанный ответ округлился до этой границы. Напечатанное число честно относительно самого себя: угол равен девяноста градусам с точностью до показанных знаков. Ошибкой было бы прочитать его как точное значение или, того хуже, решить, будто тангенс девяноста градусов равен миллиону, а не не определён. Увеличьте вход ещё, до ста миллионов, и истинный угол подойдёт к девяноста ближе, а показание не изменится.
Ограничения
Эта страница не делает трёх вещей. Первое: концы области значений никогда не возвращаются. Девяносто градусов и минус девяносто исключены, потому что тангенса там нет, поэтому ответ подходит к ним, не доходя; для входов, достаточно больших, чтобы разница ушла ниже двух знаков после запятой, страница всё равно напечатает граничное значение, и это показание округлённое, а не точное. Второе: ответ — только главное значение. Тангенс повторяется каждые пол-оборота, поэтому каждое значение на этой странице принадлежит двум углам за один оборот и бесконечно многим с учётом оборотов, а страница возвращает тот, что строго между минус девяноста и девяноста; партнёр, отстоящий на пол-оборота, есть в третьем столбце таблицы. Третье: радианы печатаются с четырьмя знаками, а градусы — с двумя, поэтому значение, которое после округления оказывается рядом с табличным углом, напечатается как этот угол, — арктангенс 1,7321 печатается как шестьдесят градусов, хотя точный тангенс шестидесяти градусов чуть меньше 1,7321.
Частые вопросы
- Почему здесь разрешено любое значение, а две другие страницы отказывают всему, что больше единицы?
- Потому что тангенс ничем сверху не ограничен. Арксинус и арккосинус берут отношение двух сторон, у которого самая длинная сторона стоит внизу, поэтому их вход не может превысить единицу; тангенс — это противолежащий катет к прилежащему, и ни один из них не является самой длинной стороной, поэтому отношение может быть сколь угодно большим, пока треугольник крутой. Тангенс миллиона — это уклон стены, которая в миллион раз выше, чем шире.
- Почему очень большое значение даёт ровно 90 градусов?
- Строго говоря, не даёт: оно даёт угол чуть ниже девяноста, который до него округляется. Девяносто градусов в область значений не входит, потому что тангенса там нет — отношение делило бы на ноль. С ростом входа ответ поднимается к девяноста и не приходит, поэтому начиная примерно с 11 500 напечатанный ответ равен девяноста градусам с точностью до двух показанных знаков. При этой точности показание верно, а как точное значение оно неверно.
- Почему второй угол отстоит на пол-оборота, а не является отражением?
- Потому что тангенс повторяется каждые сто восемьдесят градусов, а не каждые триста шестьдесят. Прибавление пол-оборота к углу меняет знак и у противолежащего, и у прилежащего катета, поэтому их отношение остаётся прежним. Страницы арксинуса и арккосинуса находят второй угол отражением относительно оси, потому что синус и косинус общие у зеркальных отражений; тангенс таким не является, поэтому его партнёр берётся прибавлением, а не вычитанием.
- Как найти угол по тангенсу вручную?
- Запомните, что тангенс единицы — это сорок пять градусов, а тангенс 1,7321 — шестьдесят, остальное возьмите из таблицы или с калькулятора, а затем прибавьте сто восемьдесят градусов, если нужен второй угол на круге. Это та обратная функция, к которой стоит идти за уклоном, то есть за превышением над заложением, и та, которую берут, когда две известные стороны — те, что сходятся под прямым углом.
- Почему для отрицательного значения ответ отрицательный?
- Потому что область значений идёт от минус девяноста градусов до девяноста, и половина её лежит ниже нуля. Отрицательный тангенс означает, что противолежащий и прилежащий катеты имеют противоположные знаки, то есть уклон идёт вниз, а не вверх, и страница сообщает его со знаком входа. Партнёрский угол, отстоящий на пол-оборота, положительный: минус сорок пять и сто тридцать пять — это один и тот же уклон в противоположных направлениях.
- Арктангенс — это то же самое, что единица, делённая на тангенс?
- Нет. Арктангенс обращает тангенс: подайте ему единицу, и он вернёт сорок пять градусов. Единица, делённая на тангенс, отвечает на единицу единицей — это котангенс сорока пяти градусов, отношение, а не угол. Совпадают они только на сорока пяти градусах, и именно такое совпадение делает путаницу такой живучей.
Источники
- Inverse Tangent — the function this page computes, with the open range and the behaviour at large values — Wolfram MathWorld (United States)
- Inverse Trigonometric Functions — the three inverse functions together, and why only this one accepts every real number — Wolfram MathWorld (United States)
- Tangent — the definition of the ratio, its period of half a turn, and the angles at which it has no value — Wolfram MathWorld (United States)
- Inverse Sine, Cosine, Tangent — the same three functions in plain language, with the range diagrams side by side — Math is Fun (United Kingdom)