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三角函數遊戲
在這場三角比對戰中,直角三角形的邊都是7、24、25這樣的整數,所以每個sin、cos或tan都是像0.28這樣簡短的小數。比對手更快看懂三角形,對手還在做除法時,你的戰士就已經出手。
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什麼是三角函數?
三角函數描述三角形的角與邊長之間的關係。在直角三角形中,只要一個銳角確定了,任兩邊的比也就確定了,不論三角形有多大。把一把短梯子和一把長梯子用同樣的角度靠在牆上,兩者升到的高度都占各自長度的同一比例。
例題:鄰邊為7、斜邊為25時的cos θ
- 畫面上顯示 cos θ: 鄰邊 7, 斜邊 25。7是角θ旁邊的鄰邊,25是斜邊,也就是最長的邊。
- 餘弦等於鄰邊除以斜邊,所以 cos θ = 7/25。
- 分子分母同乘以4,化成百分之幾:7/25 = 28/100 = 0.28。
- 答案是0.28,用小數點鍵輸入。
一步一步學
三角函數把直角三角形的「角度」和它各邊的長度連起來。三個有名的比值用 SOH-CAH-TOA 來記。
SOH:sin = 對邊 ÷ 斜邊。CAH:cos = 鄰邊 ÷ 斜邊。TOA:tan = 對邊 ÷ 鄰邊。(斜邊是最長的邊,在直角的對面;對邊/鄰邊是哪一條直角邊在你那個角的對面或旁邊。)以 3-4-5 三角形、角在 3 那條邊的對面為例:sin = 3 ÷ 5 = 0.6。
挑對比值,把兩邊相除,輸入小數。
小提示與常見錯誤
- 直角三角形的兩個銳角會互換邊的角色:一個角的對邊,正是另一個角的鄰邊。所以一個角的正弦,永遠等於另一個角的餘弦。
- 常見的錯誤是把除法倒過來,算成25/7而不是7/25。斜邊是最長的邊,所以正弦或餘弦大於1,就表示分數顛倒了。
- 晴天時,把一根1公尺長的棍子垂直立好,量一量它的影子。高度除以影長,就是陽光與地面所夾角的正切。
怎麼玩
第一關會出現兩條邊和要求的比,例如 tan θ: 對邊 3, 鄰邊 4,你用小數點輸入0.75。之後還有求邊長、像 arcsin 0.5 = ? ° 這樣的角度,以及像 π/3 rad 這樣的弧度。只有第一個正確答案能命中,你答得越早,大蒜的攻擊就越重。
— 快問快答 —
三角函數:精簡 FAQ
- arcsin是什麼意思?
- arcsin(反正弦)會給出正弦值等於某個數的那個角,也就是把正弦反過來用。因為 sin 30° = 0.5,所以 arcsin 0.5 = 30°。計算機上常寫成 sin−1,但這個小小的 −1 不是指數:sin−1 0.5 是一個角,而不是 1 除以 sin 0.5。arccos 和 arctan 也用同樣的方式,從餘弦和正切還原出角。
- 怎麼用正弦或餘弦求邊長?
- 把斜邊乘以和所求的邊對應的那個比。正弦對應對邊,餘弦對應鄰邊。如果 cos θ = 0.8、斜邊是55,那麼鄰邊就是 0.8 × 55 = 44。結果一定比斜邊短,可以用來快速檢查每個答案。
- 幾歲開始學三角函數?
- 在許多學校體系中,學生大約在14到16歲學習直角三角形的正弦、餘弦和正切。弧度和反正弦這類反三角函數,通常會晚一到兩年出現。這裡的關卡適合15到16歲,從三角形中的比開始,再進到角度、弧度和 sin2θ + cos2θ = 1 這個恆等式。
- 為什麼計算機算sin 30會出錯?
- 很可能是計算機設成了弧度模式,而不是角度模式。在弧度模式下,sin 30 指的是30弧度的正弦,差不多是五整圈,結果約為 −0.99。切換到螢幕上通常顯示為 DEG 或 D 的角度模式,sin 30 就會得到0.5。在這個遊戲裡,你輸入的每個角都以度為單位。
- 這個正弦餘弦遊戲可以免費給全班使用嗎?
- 可以,五個關卡全班都能免費使用:在任何筆電或平板上點開連結就能玩,不用註冊,也不用下載。上三角函數課時,可以先在黑板畫出邊長為3-4-5、6-8-10和9-12-15的直角三角形。學生分別求出每個三角形最小角的正弦,三次都得到0.6,進而發現比值只由角決定。學校方案按學生計費,能讓老師看到誰越來越快。
