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單位圓

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單位圓,數學模型,指的是平面直角座標系上,圓心為原點,半徑為單位長度
中文名
單位圓
所屬學科
數學
定    義
平面直角座標系上,圓心為原點,半徑為單位長度的圓

目錄

單位圓定義

如果單位圓上的點 (x, y)位於第一象限,那麼xy斜邊長度為1的直角三角形的兩條邊,根據勾股定理xy滿足方程
由於對於所有的x來説x2 = (−x)2,並且所有這些點相對於x軸或者y軸的反射點也都位於單位圓上,因此單位圓上的所有點都滿足上面的方程 [1] 
三角學中,單位圓通常是指歐幾里德平面直角座標系中圓心為 (0,0)、半徑為 1 的圓。在教科書中,它常常出現在三角函數入門的那幾頁,並且與稱為三角函數線的幾條線段在一起,用於定義或解釋實數的三角函數值。一般地,在複平面內,n 個 n 次的單位根所對應的點正。

單位圓數學性質

1. 在複平面(即高斯平面)上,單位圓誘導了著名的歐拉公式和棣莫佛定理。 換句話説, 單位圓上的點表示模長為1的複數, 它誘導了複數的三角形式和指數形式之間的關係 [2] 
2. 單位圓上有自然的羣結構: 即弧度的加法羣結構。 換句話説,就是模長為1的複數集合 上有一個自然的乘法結構。
3. 單位圓誘導了幾何反演變換 , 這和複變函數論的諸多結論密切相關。
4. 單位圓是最簡單的非單連通拓撲空間之一, 常記為S^1. 它的基本羣同構整數羣。
5. 單位圓同胚射影直線, 是拓撲學中最基本的研究對象。這個同胚映射來自於從北極點作的球極投影
6. 單位圓盤到自身的連續映射一定存在不動點。 這就是著名的布威勞爾不動點定理
7. 單位圓的羣結構誘導了著名的指數映射 , 和微分幾何中著名的陳類(也稱陳示性類,因陳省身得名)有着深遠的聯繫。

單位圓應用

1. 單位圓廣泛應用於三角函數,對正弦函數餘弦函數正切函數等的定義,函數圖像的繪製有重要作用 [3] 
3. 應用於檢測心率異常與否的一種圖像標準。
參考資料
  • 1.    金瑾. 單位圓內高階齊次線性微分方程解與小函數的關係[J]. 應用數學學報,2014,37(04):754-764. [2017-08-30].
  • 2.    周永道,方開泰. 覆蓋單位圓的序貫方法[J]. 數理統計與管理,2011,30(02):218-226. [2017-08-30]. DOI:10.13860/j.cnki.sltj.2011.02.006
  • 3.    陳宗煊. 一類單位圓內微分方程解的性質[J]. 江西師範大學學報(自然科學版),2002,(03):189-190+199. [2017-08-30]. DOI:10.16357/j.cnki.issn1000-5862.2002.03.001