什麼是餘切計算器?
餘切計算器可以幫你求出某個角度的三角餘切值,記作 \(\cot(\theta)\)。餘切是六個標準三角函數之一,定義為角度的餘弦除以正弦——換句話說,就是正切的倒數。它在三角學、物理、工程與幾何中應用廣泛,常用來描述邊長與角度之間的關係。
使用方法
先輸入角度,再選擇數值的單位是「度」還是「弧度」。計算器會在內部把度數轉換成弧度,接著計算 \(\cot(\theta) = \frac{\cos(\theta)}{\sin(\theta)}\)。結果會連同換算後的弧度一併顯示,方便對照。要特別注意:當 \(\sin(\theta) = 0\) 時餘切無定義,也就是在 0°、180°、360°,以及任何 180° 的整數倍角度處。
在單位圓上,\(\cot(\theta)\) 是沿頂部切線的水平距離。
公式說明
核心恆等式為 \(\cot(\theta) = \frac{\cos(\theta)}{\sin(\theta)} = \frac{1}{\tan(\theta)}\)。由於單位圓上的正弦值位於分母,當角度趨近 180° 的整數倍、正弦趨近於零時,函數值會無限增大。至於其他角度,這個比值都會得到一個有限且精確的數值。
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實際範例
當 \(\theta = 45°\) 時:\(\cos(45°) \approx 0.70710678\)、\(\sin(45°) \approx 0.70710678\),因此 $$\cot(45°) = \frac{0.70710678}{0.70710678} = 1.$$ 當 \(\theta = 30°\) 時:\(\cos(30°) \approx 0.8660254\)、\(\sin(30°) = 0.5\),所以 $$\cot(30°) = \frac{0.8660254}{0.5} \approx 1.7320508$$(也就是 \(\sqrt{3}\))。
餘切是直角三角形中鄰邊與對邊之比。
解讀餘切結果
依象限判斷正負:餘切在第一象限(0°–90°)與第三象限(180°–270°)為正,此時正弦與餘弦同號。在第二象限(90°–180°)與第四象限(270°–360°)為負,此時正弦與餘弦異號。
週期:餘切每 180°(π 弧度)重複一次:\(\cot(\theta + 180^\circ) = \cot\theta\)。因此 cot 30° 與 cot 210° 都等於 √3。
一個週期內的變化:在兩個無定義角之間的每個區間內(例如 0° 到 180°),餘切從 +∞ 連續遞減到 −∞,經過 45° 時為 1,90° 時為 0,135° 時為 −1。
互餘關係:\(\cot\theta = \tan(90^\circ - \theta)\)。例如 \(\cot 30^\circ = \tan 60^\circ = \sqrt{3}\)。
奇函數:\(\cot(-\theta) = -\cot\theta\),因此圖形關於原點對稱。例如 \(\cot(-45^\circ) = -1\)。
接近無定義角時:在 180° 的整數倍處,圖形有垂直漸近線。當 θ 從上方趨近 0° 時,餘切趨向 +∞;當 θ 從下方趨近 0°(例如 −0.001°)時,則趨向 −∞。在 180° 與 360° 附近也是如此。
零點:餘切在 90° + k·180°(90°、270°,…)時為 0,此時餘弦為 0。
由於電腦只能近似儲存 π,若輸入恰好 180° 或 π 弧度,可能會回傳一個非常大的數字,而不是「無定義」。應將此數值視為漸近線,而非真正的結果。
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常見問題
\(\cot(90°)\) 是多少?因為 \(\cos(90°) = 0\)、\(\sin(90°) = 1\),所以 \(\cot(90°) = 0\)。
為什麼餘切有時候沒有定義?當 \(\sin(\theta) = 0\)(在 0°、180°、360°……)時,等於要除以零,這在數學上沒有定義,因此餘切在這些角度沒有值。
\(\cot\) 真的等於 \(\frac{1}{\tan}\) 嗎?是的——在正切有定義且不為零的地方,餘切就是正切的倒數。