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🎡 游乐场 2.1

摩天轮与单位圆

你转到哪个角度,就离地面多高?答案藏在单位圆上——横坐标是 cos,纵坐标是 sin。

弧度单位圆投影周期
拖动角度,左边的座舱和右边的单位圆会一起转。

为什么是圆,而不是三角形?

想一想

📐弧度的好处

弧度把角度和弧长绑在一起:\theta=s/r。当半径是 1 时,角度就等于弧长。

一整圈是 2\pi 弧度,所以 360^\circ=2\pi。微积分里所有三角函数的公式,都默认用弧度。

🧭四个象限的正负

第一象限全正;第二象限 sin 正、cos 负;第三象限全负;第四象限 sin 负、cos 正。

不要背口诀时把“正弦 / 余弦”记反——最好的办法是看坐标:x=\cos,y=\sin。

🎡摩天轮的高度函数

中心高 12 m、半径 10 m 时,高度是 h=12+10\sin\theta。

最高 22 m,最低 2 m。转一圈 2\pi,高度完成一次“低—高—低”循环。这就是下一节的波浪。

🎯小挑战

① 转到 90^\circ 时,高度是多少?

② 转到 180^\circ 时,sin 和 cos 各是多少?

③ 如果半径变成 20 m,最高点会变成多少?

看答案

① 12+10=22 m;② \sin180^\circ=0,\cos180^\circ=-1;③ 12+20=32 m。