两根辐条之间的绳子

在半径为 $R$ 的圆内接一个边长为 $n\ge3$ 的正多边形。将两个相邻顶点连接到中心 O。所形成的三角形具有等于多边形 $R$ 的两条边和等于多边形边 $\ell$ 的底边。

$n$ 相等的圆心角完成一圈。每个测量值都是 $360°/n$。从 O 处画出这个三角形的高度。为了对称,它将底角和圆心角切成两半。

与正弦关系的演示

其中一半出现一个直角三角形。它在 O 处的角度为 $180°/n$,其斜边为 $R$,对边为 $\ell/2$。

我们将锐角的正弦定义为对边与斜边的比值。所以:

$$\sin\frac{180°}{n}=\frac{\ell/2}{R}=\frac{\ell}{2R}.$$

绝缘边长:

$$\ell=2R\sin\frac{180°}{n}.$$

在半径为 1 的圆周上,关系简化为 $\sin(180°/n)=\ell/2$。在高中,相同的角度测量将写为 $\pi/n$ 弧度。

六边形的应用

正六边形可以按其半径分为六个 等边三角形:每个圆心角的尺寸为 $360°/6=60°$。因此,六边形的边长为 $R$。

替换 $n=6$ 和 $\ell=R$:

$$\sin30°=\frac{R}{2R}=\frac12.$$

正弦没有单位:它是以同一单位测量的长度之间的比率。半径加倍会使边加倍,但不会改变商。

在日常生活中

  • **六角螺母。**螺钉的头部是正六角形;中心半角正弦将边与半径连接起来。
  • 停止标志。 该标志是一个正八边形:$45^\circ$ 的八个圆心角。
  • **辐条轮。**在自行车车轮上,两个相邻辐条末端之间的距离是弦,用半角的正弦计算。
日常多边形:边长为 8,即 STOP 标志;带有 6,六角螺母。该字符串是$2r\operatorname{sen}\frac{\theta}{2}$。

有决心的练习

1。 正内接六边形的半径为 7 厘米。计算它的边长和周长。

检查分辨率 1

侧面尺寸为 7 厘米。周长为 $6\cdot7=42$ 厘米。

2。 内切正方形的边长为 $R\sqrt2$。使用和弦关系查找 $\sin45°$。

检查分辨率 2

与$n=4$、$\sin45°=\ell/(2R)=R\sqrt2/(2R)=\sqrt2/2$。

在互动书中

交互式三角学书中包含相同的主题以及所有演示和完整的练习列表:

本课程是对该主题的简短介绍;在书中,该理论还附有本章中已解决和提出的练习。


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