在直角三角形中,任意一锐角∠A的对边与斜边的比值定义为该角的正弦,记作sinA。对于18°的角,其正弦值为(√5-1)/4,大约等于0.309。
第一个解法从三角恒等变换入手,设x=18°,利用cos3x=sin2x的关系,通过代数变形得到关于sinx的方程4sinx2+2sinx-1=0。考虑到0<sinx<1的条件,解此方程得到sinx=(√5-1)/4,因此sin18°=(√5-1)/4。
第二种解法则通过构造几何图形辅助求解。作顶角为36°、腰长为1的等腰三角形ABC,其底角B的角平分线BD将底边分为两部分,分别设AD=x,由于等腰三角形的性质,可知AD=BD=BC=x,而DC=1-x。利用这个几何结构,通过三角函数关系进一步推导,也能得出sin18°=(√5-1)/4的结果。
这两种方法展示了数学中几何与代数的不同解题思路,都巧妙地利用了18°角的特殊性质,通过不同的途径最终得到了相同的结论。
正弦函数sinA不仅在理论数学中有重要地位,也是物理、工程等领域中广泛应用的函数之一,尤其是在解决与角度、波长相关的问题时,sinA的应用极为广泛。
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