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SOHCAHTOA

对边和邻边不是一条边本身的属性,而是一条边相对于某个角的属性。几乎所有 SOHCAHTOA 的错误,都是因为没真正理解这句话。

作者 Nethanel Bar, 联合创始人兼 CEO

最后更新

SOHCAHTOA 是一个很好的口诀,帮你记住一个大家通常已经半懂的事实,但它对真正出错的地方毫无帮助。出错的几乎从来不是字母,而是把“对边”和“邻边”当成了画在三角形上的固定标签,可实际上它们完全取决于你站在哪个角上看。

改变下面的三角形,再把标记的角从 A 切换到 B,看看在没有任何一条线移动的情况下,标签是怎样互换的。

根据角来命名边,而不是根据页面

斜边最简单:永远是最长的边,永远在直角的对面,无论你看的是哪个锐角,它都不会变。

另外两条边会变:

  • 对边是不挨着你这个角的那条边;
  • 邻边是挨着它的那条直角边。

命名规则就这么多,这也是图中有 A/B 切换按钮的原因。在 3-4-5 三角形中,长度为 4 的边是一个角的对边,却是另一个角的邻边。问 4“是不是对边”,在指定角之前,这个问题没有答案。

三个比值

边命名好了,口诀终于有了意义:

比值等于口诀
正弦对边比斜边SOH
余弦邻边比斜边CAH
正切对边比邻边TOA

其中两个用到斜边;正切是个例外,不用斜边。这常常是最快的选择方法:如果题目里根本没有斜边,你要的就是正切。

为什么大小无关紧要

正是这个事实,让三角学成为可能。把直角三角形的每条边都加倍,角度不变,每个比值也不变,因为加倍的倍数约掉了:

(2*3)/(2*5) = 3/5

所以一个角的正弦值是这个角的属性,而不是某个特定三角形的属性。正因如此,正弦表才能存在,计算器也才能在不知道任何边长的情况下给出答案。

在图中拖动两个滑块,同时保持它们的比值不变,比如先 3 和 4,再 6 和 8,看三个读数一动不动。

选对比值

方法永远是同样的三步。

  1. 标出你的角,再以它为准标出三条边。
  2. 看题目提到了哪两条边:一条已知,一条要求。
  3. 选用由这两条边组成的比值。

一架 10 米长的梯子斜靠着,与地面成 65° 角,它能够到多高?梯子是斜边,高度是这个角的对边,对边和斜边就意味着正弦:sin(65°) = h/10,所以 h = 10sin(65°)。

这个推理过程完全不需要记什么关于梯子的公式。

试一题

一个直角三角形的两条直角边是 6 和 8,所以斜边是 10。长度为 6 的边所对的角,正弦值是多少?

如果你答的是 6/8,说明把斜边和直角边弄混了,而“斜边”这个词存在的意义,正是为了防止这一个错误。

接下来

从这里可以往两个方向走。有些角不用计算器就能得到精确的比值,比如 30-60-90 三角形和 45-45-90 三角形,这些值得牢牢记住。再往前,单位圆把同样的三个比值从三角形中彻底解放出来,让它们在超过 90 度时依然有意义。

常见问题

SOHCAHTOA 是什么意思?

正弦(Sine)等于对边(Opposite)比斜边(Hypotenuse),余弦(Cosine)等于邻边(Adjacent)比斜边,正切(Tangent)等于对边比邻边。它是帮助记住直角三角形中三个比值的口诀,但只有知道哪条边算对边、哪条算邻边时才管用,而这取决于你所看的那个角。

哪条是对边,哪条是邻边?

先选定你的角。斜边永远是最长的边,在直角的对面,从不改变。剩下的两条边中,不挨着你这个角的是对边,挨着的是邻边。换到另一个锐角,这两条边就互换了。

怎么知道该用 sin、cos 还是 tan?

以你的角为准标出三条边,再看题目涉及哪两条。如果说的是对边和斜边,就用正弦;邻边和斜边,用余弦;两条直角边、完全没有斜边,用正切。选哪个比值,取决于你已知什么、要求什么,而不是取决于图形的样子。

为什么三角形变大了,比值却不变?

因为放大三角形时,每条边都乘以同一个倍数,所以任何两条边的比值都不变,倍数在分子分母上约掉了。角度相同的两个直角三角形是相似的,所以 30 度的正弦值,在硬币大小的三角形里和操场大小的三角形里是同一个数。

SOHCAHTOA 能用在没有直角的三角形上吗?

不能。这三个比值都是从直角三角形定义的,所以没有直角的三角形需要用别的工具:正弦定理或余弦定理。一个常用的变通办法是作一条垂线,把三角形分成两个直角三角形,事实上这两条定理正是这样推导出来的。

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