单位圆里的勾股恒等式

拖动角度,看见 sin²θ + cos²θ = 1

半径为 1 的圆上,每一个点都给出一个直角三角形:横向投影是 cosθ,纵向投影是 sinθ。两条投影的平方面积拼在一起,总是等于半径平方。

单位圆与投影

斜边就是单位半径,长度固定为 1;角度变化时,只有两条投影在分配长度。

35°
单位圆、半径与正余弦投影 点在单位圆上移动,横向投影表示余弦,纵向投影表示正弦,和半径组成直角三角形。 横轴 纵轴 圆上点 横向 cosθ 纵向 sinθ 半径 = 1 θ

两个投影的平方

方框表示 1×1 的面积单位。彩色小方形的边长分别是投影长度的绝对值。

余弦平方 cos²θ
边长 0.819 面积 0.671
正弦平方 sin²θ
边长 0.574 面积 0.329

数值同步表

符号会随象限改变,但平方面积的总和始终回到单位半径的平方。

角度 35°
sinθ 0.574
cosθ 0.819
sin²θ 0.329
cos²θ 0.671
sin²θ + cos²θ 1.000

圆上点到原点的距离永远是 1。由直角三角形的勾股关系,横向投影平方加纵向投影平方,等于半径平方 1²。