Калькулятор синуса
Результат
Синус
- Четверть (0 = на оси)
- 1
Калькулятор синуса возвращает синус угла — отношение противолежащего катета к гипотенузе, а на единичной окружности это высота точки, в которую попадает угол. Из шести отношений, которые даёт прямоугольный треугольник, именно это отвечает на вопрос «как высоко». Он определён при любом угле: нет такого угла, при котором противолежащий катет и гипотенуза давали бы противоречие, поэтому, в отличие от тангенса, эта страница не отклоняет введённое значение никогда. Два свойства значат больше остальных. Синус — нечётная функция: отрицательный угол даёт ответ с минусом, то есть он зеркален косинусу, который для отрицательного угла возвращает то же значение, что и для положительного. И он повторяется через полный оборот, а не через половину: высота точки возвращается на прежнее место только после целого круга. Вторая колонка — четверть, и это единственное, что эта страница показывает, а страница косинуса не показывает. Четверть — это одна из четырёх частей, на которые координатную плоскость делят оси; отсчёт идёт против часовой стрелки от положительной горизонтальной полуоси. Знак синуса говорит, выше точка оси или ниже, знак косинуса — левее или правее, а вдвоём они однозначно называют четверть. При 30 градусах синус равен 0,5, а четверть — первая: точка выше оси и правее неё. При 150 градусах синус всё ещё 0,5, но четверть уже вторая: та же высота, другая сторона. Эта пара — самое наглядное на странице: значение синуса угла равно значению синуса смежного с ним угла, поэтому в таблице одно и то же число стоит дважды, а рядом с ним стоят разные четверти. Углы, лежащие ровно на оси — 0, 90, 180 и 270 градусов, — не принадлежат ни одной четверти, и в столбце для них стоит 0, а не первая. Таблица ниже приводит все двенадцать строк, а страница тригонометрии выводит синус рядом с косинусом и тангенсом, если нужен весь угол сразу.
Синус и четверть при двенадцати углах
| θ (градусы) | sin θ | Четверть |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 30 | 0.5 | 1 |
| 45 | 0.7071 | 1 |
| 60 | 0.866 | 1 |
| 90 | 1 | 0 |
| 120 | 0.866 | 2 |
| 135 | 0.7071 | 2 |
| 150 | 0.5 | 2 |
| 180 | 0 | 0 |
| 210 | -0.5 | 3 |
| 270 | -1 | 0 |
| 330 | -0.5 | 4 |
Двенадцать углов, три столбца и ни одного прочерка — это страница, которая не отклоняет ни один угол, и таблица показывает это лучше всего. Читайте столбец четверти сверху вниз, и четыре четверти идут по порядку: первая на первых девяноста градусах, вторая от девяноста до ста восьмидесяти, третья оттуда до двухсот семидесяти, четвёртая до полного оборота — а между ними в четырёх местах стоит ноль: это углы на осях, которые не принадлежат ни одной четверти. У столбца значений свой узор. Он растёт от нуля до единицы на первой четверти, падает обратно к нулю на второй, уходит под ось и достигает минус единицы при 270 градусах, а затем снова поднимается. И значения повторяются парами: 30 и 150, 45 и 135, 60 и 120, а также 210 и 330. Каждая пара — это угол и его зеркальное отражение относительно вертикальной оси, что равносильно утверждению, что эти два угла дополняют друг друга до 180 градусов; а ноль встречается дважды, при 0 и при 180 градусах, потому что развёрнутый угол возвращает точку на горизонтальную ось. Числа калькулятор выводит в таблицу без изменений: разделитель дробной части в таблице — точка (0.7071, а не 0,7071), потому что значения столбцов берутся из расчёта, а не из текста.
Формула
sin θ = противолежащий катет ÷ гипотенуза sin θ = y ÷ r sin θ = −sin(−θ)
- θ
- Угол в градусах или радианах. Он может быть отрицательным и больше полного оборота — важно только, куда он попадает на окружности
- противолежащий катет / гипотенуза
- Две стороны, которые даёт прямоугольный треугольник с углом θ: сторона напротив θ и самая длинная сторона. Синус — первая, делённая на вторую, поэтому он никогда не больше единицы и не меньше минус единицы
- y / r
- То же отношение, прочитанное на окружности радиуса r: y — высота точки, в которую попадает угол. На единичной окружности r равен единице, поэтому синус — это просто высота
- четверть
- В какой из четырёх частей координатной плоскости оказался угол; отсчёт против часовой стрелки от положительной горизонтальной полуоси. Ноль означает, что угол лежит ровно на оси и не принадлежит ни одной четверти
Обращайтесь к этой странице, когда угол есть, а нужна высота, которая ему соответствует — вертикальная составляющая уклона, подъём пандуса, измеренный по его длине, разложение силы на направленную вверх часть. Это ещё и самый быстрый способ проверить знак: если угол перевалил за прямой, синус остаётся положительным до 180 градусов, и страница показывает четверть, чтобы было видно, что точка ушла влево, а вверх осталась. Таблица синусов ниже ставит те же двенадцать углов в том же порядке, что и страница косинуса, поэтому их можно читать рядом: там в одной колонке стоит прочерк всюду, где сдаётся тангенс, а на этой странице прочерка нет вообще. Если нужен синус рядом с косинусом и тангенсом, страница тригонометрии выводит все три сразу. А если на руках значение синуса и нужен обратно угол — это обратное направление, в котором каждое число от минус единицы до единицы принадлежит двум углам.
Разобранные примеры
Угол 30 градусов — собственное начальное значение страницы
- Половина равностороннего треугольника — это прямоугольный треугольник с углом 30 градусов
- Сторона напротив угла в 30 градусов равна половине гипотенузы
- Одна вторая, делённая на единицу, даёт 0,5; точка выше оси и правее неё, значит четверть первая
Угол, с которым страница загружается, и единственное показание на этой странице, точность которого видна без десятичных знаков. 30 градусов — ещё и наименьшее значение среди особых углов с ненулевым синусом: четверть оборота даёт единицу, восьмая часть оборота — 0,7071, а здесь 0,5. В столбце четверти стоит 1, потому что точка выше горизонтальной оси и правее вертикальной.
Угол 150 градусов — тот же синус в другой четверти
- 150 градусов — это на 30 градусов меньше развёрнутого угла
- Точка перешла влево от вертикальной оси, но осталась выше горизонтальной
- Высота та же, что и при 30 градусах, поэтому синус равен 0,5, а четверть стала второй
Самый ясный случай, объясняющий, зачем эта страница вообще печатает четверть: по одному числу эти два угла не различить. 30 и 150 градусов имеют один и тот же синус 0,5, и в пределах полного оборота таких углов ровно два. Эта пара — правило, а не совпадение: синус угла равен синусу смежного с ним угла, и это видно, если сложить окружность по вертикальной оси.
Отрицательный угол, минус 30 градусов
- Минус 30 градусов — это 30 градусов, отсчитанные в другую сторону, по часовой стрелке от положительной горизонтальной полуоси
- Точка теперь ниже оси, а не выше, поэтому высота отрицательна
- Показание равно −0,5, а четверть — четвёртая
Это и означает «нечётная функция»: меняется знак угла — меняется знак ответа. Косинус ведёт себя не так: при минус 30 градусах он даёт те же 0,866, что и при плюс 30. Разницу стоит запомнить, потому что она возвращается в каждой формуле, где встречаются обе функции, и именно из-за неё таблица ниже не симметрична относительно первой строки.
Угол 90 градусов, где в столбце четверти стоит ноль
- При прямом угле противолежащий катет и гипотенуза — это одна и та же сторона
- Сторона, делённая на саму себя, даёт единицу, поэтому синус равен 1 — наибольшее значение, которое он принимает
- Точка лежит на вертикальной оси, а не внутри четверти, поэтому четверть равна 0
Показание 1 — верхняя граница, и ни один угол её не превышает. Ноль в столбце четверти — это соглашение, которого страница придерживается для всех четырёх углов на осях: 0, 90, 180 и 270 градусов не лежат ни в одной четверти, потому что четверть — открытая часть плоскости, а ось служит её границей. Оба нуля в таблице ниже следуют из этого правила, и именно на этой строке проще всего увидеть, почему это честный ответ, а не пропущенное значение.
Ограничения
Три ограничения стоит назвать прямо. Показания даны с четырьмя знаками после запятой, и большинство из них иррациональны: синус 60 градусов равен половине квадратного корня из трёх, поэтому 0,866 — это усечение, а не ответ, и короткие точные значения есть только там, где синус равен 0, 0,5 или 1 по модулю, — то есть при 0, 30, 90, 150, 180, 210, 270 и 330 градусах. Во-вторых, четверть — это название части плоскости, а не измерение, и четыре угла, лежащие на осях, не принадлежат ни одной части: в столбце для них стоит ноль. Этот ноль — не пропущенное значение и не пятая четверть; это утверждение, что угол лежит на границе. В-третьих, страница не делает обратного перехода. При синусе 0,5 угол может быть 30 градусов, 150 градусов или любым из них плюс целое число оборотов, и выбрать между ними — решение, которого эта страница не принимает. Углы больше миллиона градусов в любую сторону отклоняются, а не приводятся: на таких величинах само приведение теряет смысл.
Частые вопросы
- Почему синус определён всегда, а тангенс — нет?
- Потому что деление устроено наоборот. Синус — это противолежащий катет, делённый на гипотенузу, а гипотенуза — самая длинная сторона, поэтому дробь всегда между минус единицей и единицей и знаменатель никогда не обращается в ноль. Тангенс — это противолежащий катет, делённый на прилежащий, а при прямом угле прилежащий катет равен нулю: делить на ноль нельзя, и именно такой угол страница тангенса отклоняет. Эта страница принимает любой угол, включая 90 градусов, где показание равно единице.
- Что показывает столбец четверти?
- В какой из четырёх частей координатной плоскости оказался угол; отсчёт против часовой стрелки от положительной горизонтальной полуоси. Знак синуса говорит, выше точка оси или ниже, знак косинуса — левее или правее, и два знака вместе называют четверть. Страница показывает четверть потому, что сам синус этого не может: 30 и 150 градусов имеют один и тот же синус 0,5, и только четверть говорит, какой из них перед вами.
- Почему для углов на осях четверть равна нулю?
- Потому что 0, 90, 180 и 270 градусов лежат на оси, а не внутри четверти, а четверть — это открытая часть плоскости, границей которой служит ось. Отнести их к первой четверти значило бы утверждать неправду: точка не выше горизонтальной оси, она на ней. Ноль — честный ответ, и это то же соглашение, которого придерживается столбец четверти в таблице ниже.
- Почему синус 150 градусов равен синусу 30 градусов?
- Потому что синус угла равен синусу смежного с ним угла. 150 градусов — это на 30 градусов меньше развёрнутого угла, и если сложить окружность по вертикальной оси, одна точка переходит в другую, то есть обе лежат на одной высоте. Углы с одинаковым синусом всегда идут парой внутри полного оборота, и они зеркальны относительно вертикальной оси, а не горизонтальной — именно поэтому четверть меняется, а значение нет.
- Бывает ли синус отрицательным?
- Да, при любом угле ниже горизонтальной оси, то есть во второй половине оборота и при каждом отрицательном угле. Показание отрицательно между 180 и 360 градусами, а наименьшего значения оно достигает при 270 градусах, и это минус единица. В этом синус расходится с косинусом на четверть оборота, а не на половину: косинус уходит в минус, как только точка пересекает вертикальную ось, а синус — как только она пересекает горизонтальную.
- Можно ли ввести угол в радианах?
- Да — рядом с полем есть выбор единицы, и угол читается одинаково в любой из них. 30 градусов и 0,5236 радиана дают один и тот же синус, то есть 0,5, и одну и ту же четверть. Проверить стоит другое: в каких единицах задан источник, с которым вы сравниваете, потому что большинство печатных таблиц составлено в градусах, а большинство языков программирования — нет.
Источники
- Sine — the opposite-over-hypotenuse ratio, its odd symmetry, and its period of one full turn — Wolfram MathWorld (United States)
- Trigonometric Functions — the definitions of all six ratios, their ranges, and why the sine is defined at every angle while the tangent is not — Wolfram MathWorld (United States)
- Unit Circle — the circle of radius one, the four quadrants it is divided into, and why a point on it is read as a cosine and a sine — Wolfram MathWorld (United States)
- Sine, Cosine and Tangent — a first-principles walk through the ratios in a right triangle, with the special angles worked out rather than asserted — Math is Fun (United Kingdom)