sin120度等于多少分数?分数值怎么算?
要计算sin120°的值并将其表示为分数,我们需要借助三角函数的性质和单位圆的相关知识,120°位于第二象限,在该象限中,正弦值为正,我们可以利用参考角的概念来简化计算,120°的参考角为180°-120°=60°,因此sin120°=sin60°,已知sin60°的值为√3/2,所以sin120°=√3/2,我们将详细展开这一过程,并探讨相关的数学背景。
角度与象限的关系
在平面直角坐标系中,以原点为顶点,x轴正半轴为始边的角称为标准位置角,根据终边的位置,角度被分为四个象限:第一象限(0°~90°)、第二象限(90°~180°)、第三象限(180°~270°)和第四象限(270°~360°),每个象限中,三角函数的符号有所不同:
- 第一象限:所有三角函数为正。
- 第二象限:正弦为正,余弦和正切为负。
- 第三象限:正切为正,正弦和余弦为负。
- 第四象限:余弦为正,正弦和正切为负。
120°位于第二象限,因此sin120°为正。
参考角的定义与应用
参考角是指给定角的终边与x轴所形成的的最小正角,对于第二象限的角θ,参考角为180°-θ,120°的参考角为180°-120°=60°,参考角的三角函数值与原角的三角函数值之间存在绝对值相等的关系,符号由原角所在象限决定,具体到正弦函数,第二象限的sinθ等于其参考角的正弦值,即sinθ=sin(180°-θ),sin120°=sin60°。
特殊角的三角函数值
特殊角(如30°、45°、60°等)的三角函数值可以通过几何方法推导,在等边三角形中,分割为两个30°-60°-90°的直角三角形,边长比例为1:√3:2,由此可得:
- sin30°=1/2
- cos30°=√3/2
- sin60°=√3/2
- cos60°=1/2
sin60°=√3/2,进而sin120°=√3/2。
单位圆验证
单位圆是半径为1的圆,其上任意一点的坐标可表示为(cosθ, sinθ),为该点与x轴正半轴的夹角,对于120°,其终边与单位圆的交点坐标为(cos120°, sin120°),由于120°的参考角为60°,且第二象限的x坐标为负、y坐标为正,
- cos120°=-cos60°=-1/2
- sin120°=sin60°=√3/2
这一结果进一步验证了sin120°=√3/2的正确性。
分数形式的表达
√3/2是一个分数形式,其中分子为√3,分母为2,虽然√3是无理数,但整个表达式是一个精确的分数形式,符合题目要求,需要注意的是,分数形式不要求分子和分母均为有理数,只要表示为两个数的比值即可。
与其他方法的对比
除了参考角和单位圆,还可以利用正弦函数的周期性或和差公式来计算sin120°,120°=180°-60°,根据正弦差公式: sin(180°-60°)=sin180°cos60°-cos180°sin60°=0·(1/2)-(-1)·(√3/2)=√3/2 同样得到sin120°=√3/2,利用正弦函数的周期性(sin(θ+360°)=sinθ),也可以将120°转换为等效的负角或其他形式,但结果一致。
实际应用中的意义
sin120°=√3/2在物理学和工程学中有广泛应用,在分析波的叠加或力的分解时,经常需要计算特定角度的正弦值,理解这一值的意义有助于解决实际问题,如计算斜面上的分力或交流电的相位差。
常见误区
在计算sin120°时,容易犯的错误包括:
- 忽略象限符号:误认为sin120°=-sin60°,忽略了第二象限正弦为正的性质。
- 混淆参考角:将参考角误认为60°以外的其他值,导致计算错误。
- 分数形式误解:误以为分数必须是有理数,而忽略了√3/2也是分数形式。
通过以上分析,我们确定sin120°=√3/2,这一结果基于三角函数的象限性质、参考角定义、特殊角的三角函数值以及单位圆的几何解释,分数形式的表达√3/2是精确且符合数学规范的解答。
相关问答FAQs
问题1:为什么sin120°等于sin60°?
解答:因为120°位于第二象限,其参考角为60°(180°-120°=60°),在第二象限,正弦值为正,且sinθ=sin(180°-θ),因此sin120°=sin60°=√3/2。
问题2:如何用单位圆验证sin120°的值?
解答:在单位圆上,120°的终边与圆的交点坐标为(cos120°, sin120°),由于120°的参考角为60°,且第二象限的x坐标为负、y坐标为正,因此sin120°=sin60°=√3/2,交点坐标为(-1/2, √3/2),进一步验证了sin120°=√3/2。
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