系列简介
这是我们一系列原创技术贴,从易到难,每天学习一点。所有内容均为疾控数据分析、科研论文相关,或者说很多和现在的热门监测预警相关,所以我们这个系列就叫“监测预警基础”。
今天是第12节,学习新的分析内容和角度。
后面的季节分布等相关分析研究会涉及到三角函数,不必担心,这篇文章将以比较直观和简单的方式带你重温它们,为后面的研究分析打好基础。
回到起点,理解原始概念还挺重要的:三角函数其实就是直角三角形中的比例关系,让我们从最基础的直角三角形举例子,对于一个锐角θ(读作"西塔"):
正弦 sin(θ)= 对边长度 / 斜边长度
余弦 cos(θ) = 邻边长度 / 斜边长度
正切 tan(θ) = 对边长度 / 邻边长度
具体公式、读音及特殊角度的三角函数值如下图所示,怎么样,回忆起来了吗?
此外,还有一个重要点就是角度值和弧度制,
30°、60°和90 °这就是角度值,1/6 π、1/3 π和1/2 π这就是弧度制,π=180 °,所以角度和弧度的转化就是:弧度 = 角度 /180× π
真正让sin和cos发挥威力的,是将它们放在一个半径为1的"单位圆"中理解。
想象一下:在坐标平面上,以原点(0,0)为圆心,画一个半径为1的圆,从圆心画一条射线,与x轴正方向夹角为θ,或者x,也是一样的。这条射线与圆的交点P的坐标,恰好是 (cosθ, sinθ),这就是单位圆的魅力。
这个关系至关重要:角度θ决定了圆上点的位置,cosθ是这个点的横坐标,sinθ是这个点的纵坐标。
三角函数动画视频如下,描述的就是周期性。
了解sin和cos的"个性特点",能帮助我们更好地运用它们
第一,取值范围:无论θ是多少,sinθ和cosθ的值总是在-1到1之间
第二,周期性:每增加360°(或2π弧度),函数值会重复出现。这一特性完美契合了"年份循环"的概念。
第三,平方和恒等于1:对于任何角度θ,都有 sin²θ + cos²θ = 1。这是勾股定理在单位圆中的直接体现。
第四,三角函数关系:tan(θ)=sinθ/cosθ
第五、特殊角度值:
0°时:cos0°=1, sin0°=0;
90°时:cos90°=0, sin90°=1;
180°时:cos180°=-1, sin180°=0;
270°时:cos270°=0, sin270°=-1
最后,是在Excel或其他计算工具中,需要注意:
1、大多数计算软件默认使用弧度而非角度,角度转弧度:弧度 = 角度 × π / 180。
2、Excel中的转换:使用RADIANS()函数将角度转为弧度,或直接使用SIN(弧度)和COS(弧度)。
3、从坐标反推角度时,要使用ATAN2函数(而非ATAN),因为它能正确处理所有象限。
好了,以上复习帮你大概回忆起来了三角函数吧,当然不用有多深入的理解,不用回到高考前,由以上内容够用了。
编辑:普通疾控人 | 审核:诗酒趁年华
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