基本三角學

基礎

學會正弦、餘弦、正切,會用 30° 45° 60° 特殊角。

適合:中五數學 · 單元:度量、圖形與空間 · 建議學習路徑第 1/10 課

學完呢課,你會識:
  • 直角三角形先可以用三角比
  • SOHCAHTOA:Sin=對/斜,Cos=鄰/斜,Tan=對/鄰
  • 斜邊最長,對直角
數學Mathematics

1重點摘要 Summary

學會正弦、餘弦、正切,會用 30° 45° 60° 特殊角。

2生字卡 Vocabulary

S
Sine正弦

sin θ = 對邊 / 斜邊。

C
Cosine餘弦

cos θ = 鄰邊 / 斜邊。

T
Tangent正切

tan θ = 對邊 / 鄰邊。

O
Opposite對邊

對著角 θ 那邊。

A
Adjacent鄰邊

和角 θ 相鄰那一邊(不是斜邊)。

H
Hypotenuse斜邊

最長那邊,對直角。

S
Special angles特殊角

30°、45°、60°,有精確值。

S
SOHCAHTOA三角口訣

Sin=對/斜,Cos=鄰/斜,Tan=對/鄰。

3逐步講解 Steps

  1. 第一步:認識直角三角形直角三角形是有一個內角等於 90° 的三角形,其中最長的一邊稱為斜邊,它必定對著直角。其餘兩條邊的名稱並不固定,要視乎我們選擇哪一個銳角來討論:對著該角的一邊稱為對邊,與該角相鄰的一邊稱為鄰邊。初學者常見的錯誤,是忘記了對邊與鄰邊會隨所選的角改變,所以必須先明確指出角 θ,然後才命名兩條邊。
  2. 第二步:SOHCAHTOA 口訣三角比有三條基本公式:正弦 sin θ = 對邊/斜邊,餘弦 cos θ = 鄰邊/斜邊,正切 tan θ = 對邊/鄰邊。口訣 SOHCAHTOA 把三組字首串連起來,幫助記憶。要留意三條公式都是兩邊相除的比,所以只要知道任意兩邊,或一邊一角,就能建立方程。易錯之處是把對邊與鄰邊調轉,令 sin 與 cos 用錯,動筆前應先標明三邊名稱。
  3. 第三步:確定對邊與鄰邊解題前先在圖中標出角 θ,然後命名三邊:斜邊永遠對著直角,位置不變;對邊是正對著 θ 的那一條;鄰邊是與 θ 相接且不是斜邊的一條。若題目改問另一個銳角,對邊與鄰邊就會互換,這是最常見的失分位。建議用鉛筆在圖上輕輕標記 H、O、A 三個字母,代入公式前再核對一次,可大幅減少錯誤。
  4. 第四步:選用合適的三角比選擇三角比的方法,是觀察題目已知哪兩邊、要求哪一邊:已知斜邊與對邊就用 sin,已知斜邊與鄰邊就用 cos,已知對邊與鄰邊就用 tan。原則是方程中只可以有一個未知數,若公式內出現兩個未知邊,即表示選錯了比。遇到角度未知而兩邊已知的情況,同樣按此原則選比,然後用反三角函數求角,例如 θ = sin⁻¹(對邊/斜邊)。
  5. 第五步:背熟特殊角數值30°、45°、60° 的三角比必須背熟:sin 30° = 12,cos 30° = √32,tan 30° = 1/√3;sin 45° = cos 45° = √22,tan 45° = 1;sin 60° = √32,cos 60° = 12,tan 60° = √3。記憶時可用 30-60-90 與 45-45-90 兩種特殊直角三角形自行推導,理解後即使忘記也能重推。考試常要求以根式作答,不要過早化成小數,以免損失準確度。
  6. 第六步:建立方程求未知邊求未知邊時,先選定合適的三角比,寫出例如 sin 30° = 對邊/斜邊的方程,再把已知數值代入,最後移項求解。整個過程必須保持足夠位數的中間值,通常保留四位小數,或直接用計數機的記憶功能,到最後一步才四捨五入至題目要求的準確度。常見錯誤是過早捨入,令最終答案偏差超出容許範圍而被扣分。

4圖解 Diagrams

SOH · CAH · TOAθ對邊鄰邊斜邊SOH: sin θ = 對邊 / 斜邊CAH: cos θ = 鄰邊 / 斜邊TOA: tan θ = 對邊 / 鄰邊由 θ 出發:對住佢 = 對邊,隔籬 = 鄰邊,最長 = 斜邊
圖 1:SOH-CAH-TOA 三角形

5例題示範 Example

例:在直角三角形中,角 θ = 30°,斜邊 = 10,求對邊的長度,並說明每一步的依據。

  1. 先確認已知條件:已知斜邊為 10,要求對邊,兩者正好是正弦定義中的分母與分子,所以選用 sin 函數。
  2. 寫出定義方程 sin 30° = 對邊/斜邊,依據是正弦比的定義:對邊與斜邊之比。
  3. 代入 sin 30° = 12 與斜邊 10,得 12 = 對邊/10,兩邊同時乘以 10(依據等式性質),得對邊 = 10 × 12 = 5。
  4. 檢查結果:在 30-60-90 三角形中,30° 的對邊應為斜邊的一半,5 正好等於 10 的一半,答案合理。
  5. 答案:對邊的長度是 5。整題的關鍵在於確認已知一邊與未知一邊的組合,選用正確的三角比,再由特殊角 sin 30° = 12 建立方程求解,最後用 30-60-90 三角形的性質檢驗答案是否合理,這個流程適用於所有直角三角形的求邊問題。

6常見錯誤 Mistakes

✗ ✗ 對邊鄰邊弄錯
✓ ✓ 先找到角 θ,對著它的先是對邊!
✗ ✗ SOHCAHTOA 記錯
✓ ✓ Sin=對/斜,Cos=鄰/斜,Tan=對/鄰!
✗ ✗ 特殊角值亂背
✓ ✓ 30° 60° 互換,sin30 = cos60 = 12!
✗ ✗ 求斜邊乘除調轉:sin 30° = 5/斜邊,寫成斜邊 = 5 × sin 30° = 2.5
✓ ✓ 5 是分子,斜邊是分母:斜邊 = 5 ÷ sin 30° = 10。斜邊一定是最長,計到 2.5 比對邊 5 還短,即刻知錯!

75 題快測 Quick check

Q1sin θ = ?

Q2tan 45° = ?

Q3最長邊叫?

Q4cos 30° = ?

Q5tan θ = ?

8重點回顧 Recap

  • 直角三角形先可以用三角比
  • SOHCAHTOA:Sin=對/斜,Cos=鄰/斜,Tan=對/鄰
  • 斜邊最長,對直角
  • 特殊角:30° 45° 60° 要記住值
  • 看已知和未知邊,選用哪個三角比

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