Berechnung des Kosinus eines Winkels in C

Einführung

In diesem Lab lernen Sie, wie man den Kosinus eines Winkels in der C-Programmierung berechnet. Das Lab umfasst die folgenden Schritte: Lesen des Winkels in Radiant, Verwendung der Funktion cos() aus der Bibliothek math.h zur Berechnung des Kosinus und Ausgeben des berechneten Kosinus-Wertes. Am Ende dieses Labs haben Sie ein solides Verständnis dafür, wie trigonometrische Berechnungen mit C durchgeführt werden.

Das Lab bietet eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, beginnend mit der Aufforderung an den Benutzer, einen Winkel in Radiant einzugeben, dann die Demonstration der Verwendung der Funktion cos(), um den Kosinus des gegebenen Winkels zu berechnen, und schließlich die Ausgabe des berechneten Kosinus-Wertes.

Winkel in Radiant einlesen

In diesem Schritt lernen Sie, wie Sie einen Winkel in Radiant für die Kosinusberechnung in C einlesen. Wir erstellen ein einfaches Programm, das den Benutzer auffordert, einen Winkel einzugeben und diesen für trigonometrische Berechnungen vorbereitet.

Erstellen Sie zunächst eine neue C-Datei für unser Kosinus-Berechnungsprogramm:

cd ~/project
nano cosine_calc.c

Fügen Sie nun folgenden Code in die Datei ein:

#include <stdio.h>

int main() {
    double angle_radians;

    // Benutzeraufforderung zur Eingabe des Winkels in Radiant
    printf("Geben Sie den Winkel in Radiant ein: ");
    scanf("%lf", &angle_radians);

    // Anzeige des eingegebenen Winkels
    printf("Eingelesener Winkel: %.2f Radiant\n", angle_radians);

    return 0;
}

Lassen Sie uns den Code aufschlüsseln:

• Wir verwenden double, um den Winkel als Fließkommazahl zu speichern, um eine präzise Dezimaldarstellung zu gewährleisten.
• printf() wird verwendet, um den Benutzer aufzufordern, einen Winkel einzugeben.
• scanf() liest die Eingabe des Benutzers und speichert sie in der Variablen angle_radians.
• Anschließend geben wir den eingegebenen Winkel aus, um die Eingabe zu bestätigen.

Kompilieren Sie das Programm:

gcc cosine_calc.c -o cosine_calc

Beispielausgabe beim Ausführen des Programms:

Geben Sie den Winkel in Radiant ein: 3.14159
Eingelesener Winkel: 3.14 Radiant

cos()-Funktion verwenden

In diesem Schritt lernen Sie, wie Sie die Funktion cos() aus der Bibliothek math.h verwenden, um den Kosinus eines Winkels in der C-Programmierung zu berechnen.

Ändern Sie zunächst die vorherige Datei cosine_calc.c, um die Kosinusberechnung einzubeziehen:

cd ~/project
nano cosine_calc.c

Aktualisieren Sie den Code mit folgender Implementierung:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    double angle_radians;

    // Benutzeraufforderung zur Eingabe des Winkels in Radiant
    printf("Geben Sie den Winkel in Radiant ein: ");
    scanf("%lf", &angle_radians);

    // Berechnung des Kosinus des Winkels
    double cosine_value = cos(angle_radians);

    // Anzeige des Winkels und seines Kosinus
    printf("Winkel: %.2f Radiant\n", angle_radians);
    printf("Kosinus des Winkels: %.4f\n", cosine_value);

    return 0;
}

Kompilieren Sie das Programm mit der Mathematikbibliothek:

gcc cosine_calc.c -o cosine_calc -lm

Beachten Sie das Flag -lm, das die Mathematikbibliothek mit den trigonometrischen Funktionen verknüpft.

Beispielausgabe beim Ausführen des Programms:

Geben Sie den Winkel in Radiant ein: 0
Winkel: 0.00 Radiant
Kosinus des Winkels: 1.0000

Geben Sie den Winkel in Radiant ein: 3.14159
Winkel: 3.14 Radiant
Kosinus des Winkels: -1.0000

Wichtige Punkte zur Funktion cos():

• Importiert aus der Bibliothek math.h
• Nimmt den Winkel in Radiant als Eingabe
• Gibt den Kosinuswert als double zurück
• Funktioniert mit Standardwinkeln.

Ausgabe des Kosinuswerts

In diesem Schritt lernen Sie, wie Sie Kosinuswerte mit unterschiedlicher Genauigkeit formatieren und ausgeben und verschiedene Ausgabeformatierungsmethoden in der C-Programmierung erkunden.

Ändern wir die Datei cosine_calc.c, um verschiedene Möglichkeiten zur Ausgabe von Kosinuswerten zu demonstrieren:

cd ~/project
nano cosine_calc.c

Aktualisieren Sie den Code mit verbesserter Ausgabeformatierung:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    double angle_radians;

    // Benutzeraufforderung zur Eingabe des Winkels in Radiant
    printf("Geben Sie den Winkel in Radiant ein: ");
    scanf("%lf", &angle_radians);

    // Berechnung des Kosinus des Winkels
    double cosine_value = cos(angle_radians);

    // Ausgabe der Kosinuswerte mit unterschiedlicher Formatierung
    printf("Ergebnisse der Kosinusberechnung:\n");
    printf("1. Standardformat:     %f\n", cosine_value);
    printf("2. Zwei Dezimalstellen: %.2f\n", cosine_value);
    printf("3. Wissenschaftliche Notation: %e\n", cosine_value);
    printf("4. Präzise Formatierung: %.6f\n", cosine_value);

    return 0;
}

Kompilieren Sie das Programm:

gcc cosine_calc.c -o cosine_calc -lm

Beispielausgabe beim Ausführen des Programms:

Geben Sie den Winkel in Radiant ein: 1.5708
Ergebnisse der Kosinusberechnung:
1. Standardformat:     0.000000
2. Zwei Dezimalstellen: 0.00
3. Wissenschaftliche Notation: 0.000000e+00
4. Präzise Formatierung: 0.000000

Wichtige Punkte zur Ausgabe von Kosinuswerten:

• Verwenden Sie %f für Fließkommazahlen.
• Steuern Sie die Dezimalstellen mit .2f, .6f usw.
• Verwenden Sie %e für wissenschaftliche Notation.
• Experimentieren Sie mit verschiedenen Formatierungsanweisungen.

Zusammenfassung

In diesem Labor haben Sie gelernt, wie man einen Winkel in Radiant eingibt und die Funktion cos() aus der Bibliothek math.h verwendet, um den Kosinus des Winkels in der C-Programmierung zu berechnen. Sie haben zunächst ein Programm erstellt, das den Benutzer auffordert, einen Winkel in Radiant einzugeben, und den eingegebenen Wert anzeigt. Anschließend haben Sie das Programm modifiziert, um den Kosinus des Winkels mithilfe der Funktion cos() zu berechnen und das Ergebnis auszugeben.