函数是指在一定的变化过程中,存在两个相互依赖的变量x和y。 如果x取某个值,y就会按照一定的关系取相应的值。 此时,y是x的函数。 例如,以20km/h的速度骑自行车时,行驶距离s与行驶时间t的关系为:s=201; 距离s随着时间1的变化而变化,s和t之间存在对应关系,由于s和t可以取不同的值,所以它们是变量,而20的值保持不变,所以它是一个常数。 如果给变量1赋一个值,另一个变量s就可以获得唯一的对应值; 对于时间 t 的每个值,行进的距离 s 都有一个与其对应的唯一值。 此时,行驶的距离 s 是时间 t 的函数。
1.直角三角形及其六个三角函数
三角形用符号“△”表示。 它是由三条线段组成的闭合几何图形(图1-1)。 组成三角形的线段称为三角形的边。 相邻两条边的公共端点称为三角形的顶点。 相邻的两条边组成的角是三角形的内角。 三角形的三个角不一定相等,但三角形的内角和总是等于180。
由于函数本身的含义是一个互依变量,所以它也是直角三角形中某个角度的应变数,并且随着角度的变化而变化。 对于直角三角形(图1-1a),如果知道任意两条边,就可以知道锐角∠A或∠B的角大小。 同样,如果你知道任何锐角和一条边,你也可以知道其他角。 两侧的长、短尺寸。
在直角三角形中,有六个三角函数。 其定义及计算公式如表1-5所示。 计算时,正弦、正切、正割的函数值随着角度的增大而增大,但与角度并不成正比。 也就是说,当角度加倍时,函数不加倍; 反之,, 和余割的函数值随着角度的增大而减小。 同样,也不存在比例关系。 也就是说,当角度加倍时,函数值并不相应减小。
从表1-5可以看出
实际应用中,记住正弦、余弦、正切的函数公式即可,因为正弦和余割、余弦和割线、正切和余切是互逆关系,即:
很有用
2. 30、45、60的三角函数值及其关系表达式
30、45、60的三角函数值如表1-6所示
从表1-6可以看出如下关系:
3.利用三角函数计算直角三角形的一般方法
要使用表1-5中的三角函数公式进行计算,必须具有三个元素,即一个角和直角三角形的两条边。 如果要计算角度,则必须知道两条边的尺寸。 如果你想计算某条边,你必须知道角度的大小和边的长度。 这个角的两条边就是直角三角形的计算元素。
1.计算直角三角形的角度
计算角度有两种形式:
(1) 计算已知两条边的角度。 根据已知的两条边求出要计算的角度(图1-1a中的角A或角B),看看它属于哪个函数,然后用表1-5相关公式的方法进行计算。
(2) 给定一个角,求另一个角的度数。 由于直角三角形的两个锐角∠A和∠B互为余角(图1-1a),∠A+∠B=90,所以,∠A=90-∠B.∠B =90-∠ A。
2.计算直角三角形的边长
(1) 如果已知角度的一侧,则根据已知的一侧计算另一侧的角度。 首先看它属于哪一种函数关系,然后从表1-3中找出相关公式进行计算。
如图1-1a所示,我们知道∠B和a边,我们需要计算c边。 由表1-3可知:a/c=cosB,则c=a/cosB。
(2) 当两条边已知时,计算另一边的方法有两种。 一种方法是使用三角函数。 这时,先求出角度,然后用一个角一边的方法计算另一边; 另一种方法是使用三角函数。 它基于几何学中的毕达哥拉斯定理。
3.通过角和线的关系组成直角三角形
实际工作中,遇到的图形和形状包括圆形或多边形等,它们往往不是现成的直角三角形。 在计算中,需要利用几何图形中角度与直线的关系,画出各种辅助线(平行线)。 直线、垂直线、对角线、对角线、切线)方法形成直角三角形,然后才能进行计算。 常用的形式有以下几种:
(1)利用计算元素构成直角三角形。 在图1-2中,如果已知正方形的边长a,则计算对角线AB的长度。 此时连接AB得到直线c,形成直角三角形ABC进行计算。
对于图1-3中的燕尾槽条,宽度a和角度a已知,需要计算法向厚度b。 此时AC连接起来形成直角三角形ABC进行计算。
(2) 将对称图形平分得到直角三角形。 图1-4显示了等腰三角形的对称图形。 给定 d 和 L,计算锥角 a。 此时,从顶点画垂直平分线将对称图形平分得到直角三角形,然后进行计算。
图 1-5 显示了一个正六边形。 边长 s 和角度 a (a-360/60) 已知。 需要计算外接圆的半径R。 因为局部几何图形ABO不是直角三角形,而是对称图形。 此时,将其二等分也得到一个直角三角形。 已知数S/2、a/2和未知数R构成了这个三角形的计算元素,所以计算起来比较方便。
(3) 用已知边和未知边画平行线,形成直角三角形。 图1-6中,高为1,斜边为1,求斜角a。 如果我们从A点画出梯形的高AC,我们就得到直角三角形ABC。
∠BAC=a,所以已知数l和L以及未知数a构成了这个三角形的计算元素。
(4)用简化的未知数(或简化的已知数)画辅助线形成直角三角形。 图1-7中,a、b、h已知,需要计算a。 要组成直角三角形,可以画辅助线,简单计算已知数,即从A点画垂线AC,即可得到直角三角形ABC。 但这个三角形ABC只有一个已知数h和一个未知数a。 算起来,它还缺少已知的一面。 此时,可以将已知数简化为已知边BC=(ba)/2,从而可以进行计算。
(5)利用圆(圆弧)的切线和半径构成直角三角形。 每当遇到由圆或圆弧组成的图形时,都可以应用切线与经过切点的半径垂直的几何定理(图1-12)。 切线和切点处的半径形成直角三角形。 如图1-8所示,给定S和R,计算a。 此时,将切点处的半径0B连接起来即可形成直角三角形ABC。 已知的边R和S以及算术角a形成计算元素并被计算。
上述五种构成直角三角形的方法就是典型的例子。 实际工作中遇到的几何图形往往比这些图形更复杂,但一般来说,可以用这些典型的方法来组成直角三角形,或者结合以上方法来找到直角三角形,这样就很容易计算。
4.常用几何定理
几何定理与三角函数一样,是加工和技术测量过程中最常用的计算。 在实际计算中,经常会出现使用三角函数计算的同时,需要结合几何定理来求解; 或者在利用几何定理求解的同时,常常需要利用三角函数来计算。 虽然两者的计算方法不同,但都是相互依存的统一体。 因此,熟悉掌握并把两者联系起来,找出计算规则和计算方法,以便灵活地进行各种计算,都是需要解决的问题。
1.计算长度的几何定理
1.勾股定理
毕达哥拉斯定理是几何学中非常重要的定理,应用广泛。
在图1-1a所示的直角三角形中,斜边c称为弦,两个直角边的短边a称为钩,长边b称为股。 当钩为3、股为4时,则弦等于5,所有直角三角形都具有此性质。
毕达哥拉斯定理指出,直角三角形斜边的平方等于其他两条边的平方和。
根据毕达哥拉斯定理,在直角三角形中,如果已知任意两条边的长度,就可以求出第三条边的长度。 利用这个定理来计算长度是非常方便的。
2.计算角度常用的几何定理
3.利用几何定理计算尺寸的一般方法
要使用几何方法计算长度,最常用的是毕达哥拉斯定理。 要使用毕达哥拉斯定理进行计算,您还需要先形成一个直角三角形。 计算与使用三角函数大致相同。
1.应用几何计算形成直角三角形
图 1-15 显示了一个截断的圆。 平面之间的直径 d 和厚度 h 是已知的。 求平面部分的宽度b。 此时,从A点到B点、A点到C点画辅助线。这样,d、b、h就构成了直角三角形ABC。
在图1-16中,R和H已知,L是计算出来的。 此时,利用简化计算后的已知数(RH)和R以及待计算数L形成直角三角形ABC,并进行计算。
在图1-17中,已知弧长S和圆弧半径R,计算出弧高b。 此时,可用未知数h与已知数S/2、R组成直角三角形ABO。 计算完h后,我们就可以计算b(b=Rh)。
2. 使用几何定理的计算示例
(1) 计算截圆的尺寸。 图 1-18 显示了一个截断的圆。 D 是圆的直径,A 是平面部分的宽度,B 是两个平面之间的距离。 在计算长度和距离时,根据毕达哥拉斯定理得到如下公式:
【例】有一个工件,直径D=30mm(图1-19),要求平整部宽度A为22mm。 对边之间的距离 B 是多少?
【例】假设工件的坡口深度(图1-20)H=10mm,圆弧连接长度为15mm。 圆弧半径R是多少?
【例】图1-21中圆轴的大直径D=35mm,小直径d=25mm。 大、小轴采用长度8mm(即L=8mm)以内的圆弧连接。 求圆角半径 R。 ?
【例】工件大、小轴之间的圆弧半径为R=8mm,大轴直径为D=40mm,小轴直径为d-32mm。 圆弧部分的轴向长度L是多少?
[例子] 我们要加工一个等边三角形模具的冲头。 三角形的边长是30mm。 如果用圆工具钢加工的话,应该用多大直径的圆材呢?
[例] 圆锥体的基圆直径D=100mm,垂直高度h=140mm。 倾斜高度1是多少?
【例】圆锥体上底直径d-200mm,下底直径D=320mm,垂直高度h=210mm。 它的倾斜高度1是多少?
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审稿非常辛苦。