同界角

几何学中,同界角(英语:Coterminal angles)是指两个有向(有标示起始边与终边的角)有着各自的角度量值(其量值可能相等),且共用同一对起始边与终边,即共享相同始边和终边的角度,但拥有不同的旋转量,就称为同界角[1]。同界角拥有相同的三角函数值,因此三角函数具有周期性。每个角皆有无限多同界角,其量值可以为,但必须是一个实数

45度的3个同界角

性质

 
正转逆转都可以得到相同的,但他们拥有不同的旋转量,图中为45度和315度

每个同界角皆差360,换句话说,每360度就会出现一个同界角[2]。每个同界角两边的向量内积外积皆有相同的值。此外,任何角都可以找到最小正同界角最大负同界角

同界角可以如下定义:

  1. 若有两个角有相同的始与终边,则两个角互为同界角
  2. 若两角相差360度的整数倍则两个角互为同界角

同界角存在关系式:

 

亦可写为:

 

或:

 
 

与三角函数关系

 
三角函数周期可以发现,每间隔 就会找到相同高度的点,该点即为同界角的三角函数值。
 
反三角函数图形得知反余弦必得到最小正同界角,而反正弦则有可能得到最小正同界角或最大负同界角

三角函数诱导公式可以得知同界角的存在,下表指出,任何三角函数,只要位移为 ,就会得到相同的函数值,因此  互为同界角。

移位   移位  
   的周期
移位  
     的周期
     

另外,从简单的三角方程中,也可以找到同界角,例如:

考虑方程 有无限多组解,其中 为一个解且为最小正同界角,其余解皆与 或是- 互为同界角。

但是有例外,如正切余切,由于其周期不为360度,如正切函数的周期为180(即 ),因此相同的函数值未必互为同界角。

参见

参考文献

  1. ^ Neal, Karla V.; R. David Gustafson, Jeffrey D. Hughes. Coterminal angles. Precalculus, 1st ed.. Cengage Learning. : 第412页. ISBN 1133712673. (原始内容存档于2019-10-18). 
  2. ^ Slavin, Steve; Ginny Crisonino. Circle. Wiley Self-Teaching Guides第 155 卷. John Wiley & Sons. 2004-10-28: 第90页. ISBN 0471680192. (原始内容存档于2019-11-06).