正弦

📘 锐角三角函数·
⭐⭐
·定义、计算

🎯 学习目标

  • 理解正弦函数在直角三角形中的定义
  • 能根据已知边长计算锐角的正弦值
  • 能利用正弦值求解直角三角形中的未知边长

📚 核心概念

在直角三角形中,一个锐角的正弦(sine)是指这个角的对边斜边的比值。我们用符号 sin\sin 表示正弦。

例如,在直角三角形 ABCABC 中,C=90\angle C = 90^\circ,那么对于锐角 AA 来说:

  • 对边 是指不与角 AA 相邻、也不构成直角的那条边(即边 BCBC);
  • 斜边 是直角三角形中最长的边,总是对着直角(即边 ABAB)。

于是,角 AA 的正弦定义为:

sinA=对边斜边=BCAB\sin A = \frac{\text{对边}}{\text{斜边}} = \frac{BC}{AB}

注意:正弦值只与角度大小有关,与三角形的大小无关。也就是说,只要角度相同,无论三角形放大还是缩小,正弦值都一样。

正弦值总是在 0011 之间(因为对边一定小于斜边)。当角接近 00^\circ 时,正弦接近 00;当角接近 9090^\circ 时,正弦接近 11

📝 关键公式

  • 正弦定义公式sinθ=对边斜边\sin \theta = \dfrac{\text{对边}}{\text{斜边}}

    • 示例:若对边为3,斜边为5,则 sinθ=35=0.6\sin \theta = \dfrac{3}{5} = 0.6
  • 由正弦求对边:对边 = sinθ×\sin \theta \times 斜边

    • 示例:若 sinθ=0.8\sin \theta = 0.8,斜边为10,则对边 = 0.8×10=80.8 \times 10 = 8
  • 由正弦求斜边:斜边 = 对边sinθ\dfrac{\text{对边}}{\sin \theta}

    • 示例:若对边为6,sinθ=0.6\sin \theta = 0.6,则斜边 = 60.6=10\dfrac{6}{0.6} = 10

💡 经典例题

例题1:在直角三角形中,已知一个锐角的对边长为4,斜边长为5,求该角的正弦值。

  1. 根据正弦定义:sinθ=对边斜边\sin \theta = \dfrac{\text{对边}}{\text{斜边}}
  2. 代入已知数据:sinθ=45\sin \theta = \dfrac{4}{5}
  3. 所以,该角的正弦值为 45\dfrac{4}{5}(或0.8)。

例题2:在直角三角形 ABCABC 中,C=90\angle C = 90^\circA=30\angle A = 30^\circ,斜边 AB=12AB = 12,求边 BCBC 的长度。

  1. AA 的对边是 BCBC,斜边是 AB=12AB = 12
  2. 已知 sin30=12\sin 30^\circ = \dfrac{1}{2}(常用特殊角值)。
  3. 根据公式:对边 = sinA×\sin A \times 斜边
  4. 所以 BC=sin30×12=12×12=6BC = \sin 30^\circ \times 12 = \dfrac{1}{2} \times 12 = 6
  5. 答:边 BCBC 的长度为6。

⚠️ 易错点

  • 混淆对边和邻边:正弦是对边比斜边,不是邻边。解决方法:先明确所求角,再找出“对面”的边。
  • 误用斜边以外的边作分母:正弦的分母一定是斜边(最长边,对直角)。解决方法:始终确认哪条边是斜边。
  • 认为正弦值可以大于1:由于对边总小于斜边,正弦值范围是 0<sinθ<10 < \sin \theta < 1(锐角)。若算出大于1,说明计算错误。
  • 忽略单位或角度类型:初中阶段默认使用角度制,且只讨论锐角(0<θ<900^\circ < \theta < 90^\circ)。不要混淆弧度或其他象限的三角函数。
  • 直接用边长比当作角度sinθ=35\sin \theta = \dfrac{3}{5} 不代表 θ=35\theta = \dfrac{3}{5}^\circ。正弦是一个比值,不是角度本身。

💡 例题

1

有多少个满足sinx=0.73\sin x = -0.73xx值,其中0x<3600^\circ \le x < 360^\circ

  1. 单位圆上,横坐标为0.73-0.73的点有两个,它们是单位圆与直线y=0.73y=-0.73(图中红线)的交点。
  2. 每个这样的点对应一个角,其正弦值为0.73-0.73
  3. 因此,满足OO0x<3600^\circ \le x < 360^\circxx值有2\boxed{2}个。
2

如下图所示,已知sinRPQ=725\sin \angle RPQ = \frac{7}{25}。求sinRPS\sin \angle RPS的值?

  1. 对任意角xx,都有sin(180x)=sinx\sin (180^\circ - x)=\sin x
  2. 因此,sinRPS=sin(180RPS)=sinRPQ=725\sin RPS = \sin(180^\circ - \angle RPS) = \sin \angle RPQ = \boxed{\frac{7}{25}}

✏️ 练习

1

ABCDEFGHABCDEFGH如下图所示是一个正方体。求sinGAC\sin \angle GAC

2

ABCDEFGHABCDEFGH如下图所示是一个正方体。求sinHAC\sin \angle HAC

3

在直角三角形ABCABC中,∠C = 90°,已知AB=16AB =16BC=24BC = 24。求sinA\sin A