三角比:sin、cos、tan
進階在直角三角形裡面,sin θ = 對邊/斜邊,cos θ = 鄰邊/斜邊,tan θ = 對邊/鄰邊。用 SOH-CAH-TOA 記。懂得分「對邊」和「鄰邊」是關鍵 — 由參考角出發,對著的是對邊,旁邊(不是斜邊)的是鄰邊。
學完呢課,你會識:
- SOH:sin = 對 / 斜
- CAH:cos = 鄰 / 斜
- TOA:tan = 對 / 鄰
讀呢課前,你應該識: 畢氏定理
1重點摘要 Summary
在直角三角形裡面,sin θ = 對邊/斜邊,cos θ = 鄰邊/斜邊,tan θ = 對邊/鄰邊。用 SOH-CAH-TOA 記。懂得分「對邊」和「鄰邊」是關鍵 — 由參考角出發,對著的是對邊,旁邊(不是斜邊)的是鄰邊。
2生字卡 Vocabulary
S
Sine (sin)正弦
對邊 ÷ 斜邊。sin θ = 對 / 斜。
C
Cosine (cos)餘弦
鄰邊 ÷ 斜邊。cos θ = 鄰 / 斜。
T
Tangent (tan)正切
對邊 ÷ 鄰邊。tan θ = 對 / 鄰。
O
Opposite side對邊
對著角 θ 那條邊(不是斜邊)。
A
Adjacent side鄰邊
貼著角 θ 那條邊(不是斜邊)。
H
Hypotenuse斜邊
最長那條邊,永遠對著直角。
A
Angle角
兩條邊夾著的位,通常用 θ (theta) 表示。
S
SOHCAHTOA三角比記憶法
記憶口訣:SOH = Sin Opposite/Hypotenuse,CAH = Cos Adjacent/Hypotenuse,TOA = Tan Opposite/Adjacent。
3逐步講解 Steps
- 三角比的概念與 SOHCAHTOA三角比描述直角三角形中邊長之間的比例關係,共有三個:正弦 sin、餘弦 cos、正切 tan。記憶口訣 SOHCAHTOA:SOH 表示 sin θ = 對邊 ÷ 斜邊;CAH 表示 cos θ = 鄰邊 ÷ 斜邊;TOA 表示 tan θ = 對邊 ÷ 鄰邊。這些比例只與角的大小有關,與三角形的大小無關:把三角形放大兩倍,三條邊同時加倍,比值不變。這正是三角比能夠測量高塔高度、河流寬度等不能直接量度距離的原因。
- 第一步:認出斜邊斜邊是直角三角形中最長的一邊,永遠對著直角,與選擇哪個銳角無關。例如一個直角三角形中標記角 θ,不論 θ 在左下還是右下,斜邊都是同一條。尋找斜邊的口訣是:先找直角,直角對面那條便是斜邊。常見錯誤是圖形旋轉之後把鄰邊誤認為斜邊,或在複雜圖形中漏看直角;養成先用筆圈出直角、再標明斜邊的習慣,可以避免此類失誤。
- 第二步:辨認對邊與鄰邊對邊與鄰邊則取決於所選的角:對邊是正對著角 θ 的那條直角邊,鄰邊是與角 θ 相鄰的另一條直角邊。例如角 θ 位於左下角時,右側那條豎直邊正對著 θ,是對邊;底部那條水平邊貼著 θ,是鄰邊。若改看另一個銳角,對邊與鄰邊便會互換。因此答題時必須先寫明「就角 θ 而言」,再逐一標明三邊,圖形上可以直接用 O、A、H 三個字母標記,避免混亂。
- 用 SOH 求 sin已知對邊與斜邊時用正弦:sin θ = 對邊 ÷ 斜邊。例如對邊 = 3、斜邊 = 5,則 sin θ = 3 ÷ 5 = 0.6。反過來,已知角度與斜邊求對邊時同樣用此式:對邊 = 斜邊 × sin θ。常見錯誤是把對邊與鄰邊調轉,實際算出的是 cos 的值;避免方法是寫式之前先在圖上標明 O、A、H,再按口訣選比。使用計算機時必須先確認處於度數(DEG)模式,否則所有答案都會錯誤。
- 用 CAH 求 cos已知鄰邊與斜邊時用餘弦:cos θ = 鄰邊 ÷ 斜邊。例如鄰邊 = 4、斜邊 = 5,則 cos θ = 4 ÷ 5 = 0.8。反過來,已知角度與斜邊時,鄰邊 = 斜邊 × cos θ;已知角度與鄰邊時,斜邊 = 鄰邊 ÷ cos θ。記憶時留意:銳角範圍內 cos 的值必定在 0 與 1 之間,若算出大於 1 的值,必定是邊選錯或除數弄反,應立即覆查,不要勉強寫下不可能的答案。
- 用 TOA 求 tan 與選比原則已知對邊與鄰邊時用正切:tan θ = 對邊 ÷ 鄰邊。例如對邊 = 3、鄰邊 = 4,則 tan θ = 3 ÷ 4 = 0.75。三個比之中,tan 可以大於 1。實際解題時先問自己:題目給了哪兩條邊,再選用恰好用上這兩條邊、只留下一個未知數的比;若兩條直角邊齊備而求斜邊,也可以先用畢氏定理。選比的原則是「用齊已知、只留一個未知」,選對了計算自然順利。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題:直角三角形中 θ = 30°,斜邊 = 10 cm,求對邊。
- 標記三邊:對邊正對 30° 角,斜邊 = 10 cm。
- 已知斜邊而求對邊,選用 sin(SOH:sin θ = 對邊 ÷ 斜邊)。
- 列式:sin 30° = 對邊 ÷ 10。
- 移項:對邊 = 10 × sin 30° = 10 × 0.5。
- 計算得對邊 = 5 cm。
- 驗算:5 ÷ 10 = 0.5 = sin 30°,比例正確。
- 答案:對邊 = 5 cm。選比口訣:已知斜邊求對邊用 sin,即對邊 = 斜邊 × sin θ;完成後以對邊 ÷ 斜邊還原檢查,比值應等於 sin θ。
6常見錯誤 Mistakes
✗ sin θ = 鄰邊 / 斜邊 ✗
✓ sin θ = 對邊 / 斜邊。記住 SOH:Sine = Opposite/Hypotenuse。
✗ cos θ = 對邊 / 斜邊 ✗
✓ cos θ = 鄰邊 / 斜邊。記住 CAH:Cosine = Adjacent/Hypotenuse。
✗ tan θ = 對邊 / 斜邊 ✗
✓ tan θ = 對邊 / 鄰邊。記住 TOA:Tangent = Opposite/Adjacent。
✗ 斜邊當對邊 ✗
✓ 斜邊永遠是最長那條,不是對邊。對邊和鄰邊都是短邊!
75 題快測 Quick check
Q1直角三角形,對邊 = 3,斜邊 = 5,sin θ = ?
答案 Answer:35 = 0.6
你答對嗎?
Q2鄰邊 = 4,斜邊 = 5,cos θ = ?
答案 Answer:45 = 0.8
你答對嗎?
Q3對邊 = 3,鄰邊 = 4,tan θ = ?
答案 Answer:34 = 0.75
你答對嗎?
Q4對邊 = 6,斜邊 = 10,sin θ = ?
答案 Answer:610 = 0.6
你答對嗎?
Q5鄰邊 = 12,斜邊 = 13,cos θ = ?
答案 Answer:1213
你答對嗎?
8重點回顧 Recap
- SOH:sin = 對 / 斜
- CAH:cos = 鄰 / 斜
- TOA:tan = 對 / 鄰
- 斜邊永遠是最長那條
- 對邊和鄰邊要看角 θ 在哪裡