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Trigonometry · real student question

求下列各角的参考角:210 度、135 度、5π/3 和 5π/4。

Question

求下列各角的参考角:

a. 210∘210^\circ b. 135∘135^\circ c. 5π3\dfrac{5\pi}{3} d. 5π4\dfrac{5\pi}{4}

Step-by-step solution

  1. 先弄清参考角是什么。 角 θ\theta 的参考角,是 θ\theta 的终边与 xx 轴所夹的那个锐角——永远不是与 yy 轴所夹的角。它始终落在 (0∘,90∘)(0^\circ,90^\circ) 内,用弧度写就是 (0,π2)\left(0,\tfrac{\pi}{2}\right)。有了它,就可以先在第一象限读出 sin⁡θ\sin\theta、cos⁡θ\cos\theta、tan⁡θ\tan\theta 的大小,再补上正确的符号。

  2. 记住每个象限对应的那一条规则。 对于 00 到一整圈之间的 θ\theta:

    象限角度制弧度制
    Iθ\thetaθ\theta
    II180∘−θ180^\circ-\thetaπ−θ\pi-\theta
    IIIθ−180∘\theta-180^\circθ−π\theta-\pi
    IV360∘−θ360^\circ-\theta2π−θ2\pi-\theta

    每一行不过是在说「量到较近的那半条 xx 轴」。如果 θ\theta 是负角或者大于一整圈,先加上或减去 360∘360^\circ(2π2\pi)。

  3. a. 210∘210^\circ。 因为 180∘<210∘<270∘180^\circ<210^\circ<270^\circ,该角在第三象限,所以减去 180∘180^\circ:

    210∘−180∘=30∘210^\circ-180^\circ=30^\circ

  4. b. 135∘135^\circ。 因为 90∘<135∘<180∘90^\circ<135^\circ<180^\circ,该角在第二象限,所以用 180∘180^\circ 减去它:

    180∘−135∘=45∘180^\circ-135^\circ=45^\circ

  5. c. 5π3\dfrac{5\pi}{3}。 把边界通分写成同分母:π=3π3\pi=\tfrac{3\pi}{3}、3π2=4.5π3\tfrac{3\pi}{2}=\tfrac{4.5\pi}{3}、2π=6π32\pi=\tfrac{6\pi}{3}。因为 5π3\tfrac{5\pi}{3} 落在 4.5π3\tfrac{4.5\pi}{3} 与 6π3\tfrac{6\pi}{3} 之间,它在第四象限:

    2π−5π3=6π3−5π3=π32\pi-\frac{5\pi}{3}=\frac{6\pi}{3}-\frac{5\pi}{3}=\frac{\pi}{3}

  6. d. 5π4\dfrac{5\pi}{4}。 由 π=4π4\pi=\tfrac{4\pi}{4}、3π2=6π4\tfrac{3\pi}{2}=\tfrac{6\pi}{4} 可知,5π4\tfrac{5\pi}{4} 位于第三象限:

    5π4−π=5π4−4π4=π4\frac{5\pi}{4}-\pi=\frac{5\pi}{4}-\frac{4\pi}{4}=\frac{\pi}{4}

  7. 用正弦值逐个验算。 参考角必须重现三角比的大小:sin⁡210∘=−12\sin 210^\circ=-\tfrac12 而 sin⁡30∘=12\sin 30^\circ=\tfrac12;sin⁡135∘=22\sin 135^\circ=\tfrac{\sqrt2}{2} 而 sin⁡45∘=22\sin 45^\circ=\tfrac{\sqrt2}{2};sin⁡5π3=−32\sin\tfrac{5\pi}{3}=-\tfrac{\sqrt3}{2} 而 sin⁡π3=32\sin\tfrac{\pi}{3}=\tfrac{\sqrt3}{2};sin⁡5π4=−22\sin\tfrac{5\pi}{4}=-\tfrac{\sqrt2}{2} 而 sin⁡π4=22\sin\tfrac{\pi}{4}=\tfrac{\sqrt2}{2}。每一组都只差一个符号,正该如此。另外注意:210∘210^\circ 和 5π4\tfrac{5\pi}{4} 同在第三象限,参考角却不一样——象限决定的是用哪条规则,而不是答案本身。

Answer

210∘→30∘,135∘→45∘,5π3→π3,5π4→π4210^\circ \to 30^\circ,\quad 135^\circ \to 45^\circ,\quad \tfrac{5\pi}{3} \to \tfrac{\pi}{3},\quad \tfrac{5\pi}{4} \to \tfrac{\pi}{4}

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