Trigonometry · real student question

求下列各角的參考角:210 度、135 度、5π/3 與 5π/4。

Question

求下列各角的參考角:

a. 210210^\circ b. 135135^\circ c. 5π3\dfrac{5\pi}{3} d. 5π4\dfrac{5\pi}{4}

Step-by-step solution

  1. 先弄清楚參考角是什麼。 θ\theta 的參考角,是 θ\theta 的終邊與 xx所夾的銳角 —— 絕對不是與 yy 軸。它永遠落在 (0,90)(0^\circ,90^\circ),弧度制下是 (0,π2)\left(0,\tfrac{\pi}{2}\right)。有了它,你就能從第一象限讀出 sinθ\sin\thetacosθ\cos\thetatanθ\tan\theta 的大小,再補上正確的正負號。

  2. 記住每個象限對應的那一條規則。00 到一整圈之間的 θ\theta

    象限度數弧度
    Iθ\thetaθ\theta
    II180θ180^\circ-\thetaπθ\pi-\theta
    IIIθ180\theta-180^\circθπ\theta-\pi
    IV360θ360^\circ-\theta2πθ2\pi-\theta

    每一行不過是量回離它較近的那半條 xx 軸。如果 θ\theta 是負的或超過一整圈,先加或減 360360^\circ2π2\pi)。

  3. a. 210210^\circ 因為 180<210<270180^\circ<210^\circ<270^\circ,這個角在第三象限,所以減去 180180^\circ

    210180=30210^\circ-180^\circ=30^\circ

  4. b. 135135^\circ 因為 90<135<18090^\circ<135^\circ<180^\circ,這個角在第二象限,所以用 180180^\circ 去減它:

    180135=45180^\circ-135^\circ=45^\circ

  5. c. 5π3\dfrac{5\pi}{3} 把邊界寫成同分母: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}。因為 5π3\tfrac{5\pi}{3} 落在 4.5π3\tfrac{4.5\pi}{3}6π3\tfrac{6\pi}{3} 之間,它在第四象限:

    2π5π3=6π35π3=π32\pi-\frac{5\pi}{3}=\frac{6\pi}{3}-\frac{5\pi}{3}=\frac{\pi}{3}

  6. d. 5π4\dfrac{5\pi}{4}π=4π4\pi=\tfrac{4\pi}{4}3π2=6π4\tfrac{3\pi}{2}=\tfrac{6\pi}{4},可知 5π4\tfrac{5\pi}{4} 落在第三象限:

    5π4π=5π44π4=π4\frac{5\pi}{4}-\pi=\frac{5\pi}{4}-\frac{4\pi}{4}=\frac{\pi}{4}

  7. 用正弦值檢查每個答案。 參考角必須重現三角比的大小sin210=12\sin 210^\circ=-\tfrac12sin30=12\sin 30^\circ=\tfrac12sin135=22\sin 135^\circ=\tfrac{\sqrt2}{2}sin45=22\sin 45^\circ=\tfrac{\sqrt2}{2}sin5π3=32\sin\tfrac{5\pi}{3}=-\tfrac{\sqrt3}{2}sinπ3=32\sin\tfrac{\pi}{3}=\tfrac{\sqrt3}{2}sin5π4=22\sin\tfrac{5\pi}{4}=-\tfrac{\sqrt2}{2}sinπ4=22\sin\tfrac{\pi}{4}=\tfrac{\sqrt2}{2}。每一組都只差正負號,正如所料。順帶注意 210210^\circ5π4\tfrac{5\pi}{4} 同樣在第三象限,參考角卻不同 —— 象限決定的是用哪條規則,不是答案本身。

Answer

21030,13545,5π3π3,5π4π4210^\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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