Во математиката, вредностите на тригонометриските функции можат да се изразат приближно, како во cos ( π / 4 ) ≈ 0.707 {\displaystyle \cos(\pi /4)\approx 0.707} , или точно, како во cos ( π / 4 ) = 2 / 2 {\displaystyle \cos(\pi /4)={\sqrt {2}}/2} . Додека тригонометриските таблици содржат многу приближни вредности, точните вредности за одредени агли може да се изразат со комбинација на аритметички операции и квадратни корени.
Тригонометриските функции на аглите кои се множители на 15°, 18° или 22,5° имаат едноставни алгебарски вредности. Овие вредности се наведени во следната табела за агли од 0° до 90°.[1] За агли вон овој опсег, тригонометриските вредности може да се најдат со примена на еднаквостите на рефлексија и поместување. Во табелата подолу, ∞ {\displaystyle \infty } значи сооднос 1:0. Овие вредности може да се сметаат и за недефинирани (види делење со нула).
Некои точни тригонометриски вредности, како на пример sin ( 60 ∘ ) = 3 / 2 {\displaystyle \sin(60^{\circ })={\sqrt {3}}/2} , може да се изрази во смисла на комбинација од аритметички операции и квадратни корени. Таквите броеви се нарекуваат конструктибилни, бидејќи една должина може да се конструира со шестар и линијар од друга, ако и само ако односот помеѓу двете должини е таков број.[2] Сепак, некои тригонометриски вредности, како на пример cos ( 20 ∘ ) {\displaystyle \cos(20^{\circ })} , докажано е дека не се конструктибилни.
Синусот и косинусот на агол се конструктибилни ако и само ако аголот е конструктибилен. Ако аголот е рационален множител на π радијани, дали е конструктибилен или не, може да се одреди на следниов начин. Аголот нека биде a π / b {\displaystyle a\pi /b} радијани, каде што a и b се заемно прости цели броеви. Тогаш аголот е конструктибилен ако и само ако првичната факторизација на именителот, b, се состои од кој било број на прости Фермаови броеви, секој со експонент 1, помножено со кој било степен на двојка.[3] На пример, 15 ∘ {\displaystyle 15^{\circ }} и 24 ∘ {\displaystyle 24^{\circ }} се конструктибилни бидејќи се еквивалентни на π / 12 {\displaystyle \pi /12} и 2 π / 15 {\displaystyle 2\pi /15} радијани соодветно. 12 е производ од 3 и 4, а 3 е прост Фермаов број и 4=2*2 е производ на прост Фермаов број и степен на двојка, а 15 е производ на Фермаовите прости броеви 3 и 5. Од друга страна, 20 ∘ {\displaystyle 20^{\circ }} не е конструктибилен затоа што одговара на именителот 9 = 32, а простиот број на Ферма не може да се подигне на степен поголем од еден. Друг пример, ( 360 / 7 ) ∘ {\displaystyle (360/7)^{\circ }} не е конструктибилен, бидејќи именителот 7 не е прост Фермаов број.[2]
Вредностите на тригонометриските броеви може да се изведат преку комбинација на методи. Вредностите на синус и косинус од 30, 45 и 60 степени се добиени со анализа на триаголниците 30-60-90 и 90-45-45. Ако аголот е изразен во радијани како a π / b {\displaystyle a\pi /b} , ова го опфаќа случајот кога a е 1, а b е 2, 3, 4 или 6.
Ако именителот, b, се помножи со дополнителни множители на 2, синусот и косинусот може да се изведат со формулите за половина агол. На пример, 22,5° (π /8 rad) е половина од 45°, така што неговиот синус и косинус се:
Повторената примена на формулата за половина агол на косинус доведува до вгнездени квадратни корени кои продолжуваат во шема каде што секоја примена додава 2 + ⋯ {\displaystyle {\sqrt {2+\cdots }}} на броителот и именителот е 2. На пример:
Случаите кога именителот, b, е 5 пати поголем од степенот 2, може да започнат од следното изведување на sin ( 18 ∘ ) {\displaystyle \sin(18^{\circ })} ,[4] со оглед дека 18 ∘ = π / 10 {\displaystyle 18^{\circ }=\pi /10} радијани. Изведувањето ги користи формулите за повеќекратни агли за синус и косинус. Со формулата за двоен агол за синус:
Според формулата за троен агол за косинус:
Бидејќи sin(36°) = cos(54°), ги изедначуваме овие два изрази и го поништуваме факторот cos(18°):
Оваа квадратна равенка има само еден позитивен корен:
Синусите и косинусите на многу други агли може да се изведат користејќи ги резултатите опишани погоре и комбинација од формулите за повеќекратни агли и формулите за збир и разлика. На пример, за случајот кога b е 15 пати поголема од степенот 2, бидејќи 24 ∘ = 60 ∘ − 36 ∘ {\displaystyle 24^{\circ }=60^{\circ }-36^{\circ }} , неговиот косинус може да се изведе со формулата за разлика од косинус:
cos ( 24 ∘ ) = cos ( 60 ∘ ) cos ( 36 ∘ ) + sin ( 60 ∘ ) sin ( 36 ∘ ) = 1 2 5 + 1 4 + 3 2 10 − 2 5 4 = 1 + 5 + 30 − 6 5 8 {\displaystyle {\begin{aligned}\cos(24^{\circ })&=\cos(60^{\circ })\cos(36^{\circ })+\sin(60^{\circ })\sin(36^{\circ })\\&={\frac {1}{2}}{\frac {{\sqrt {5}}+1}{4}}+{\frac {\sqrt {3}}{2}}{\frac {\sqrt {10-2{\sqrt {5}}}}{4}}\\&={\frac {1+{\sqrt {5}}+{\sqrt {30-6{\sqrt {5}}}}}{8}}\end{aligned}}}
Бидејќи 17 е прост Фермаов број, правилен 17-аголник е конструктибилен, што значи дека синусите и косинусите на аглите како што се 2 π / 17 {\displaystyle 2\pi /17} радијани може да се изразат со квадратни корени. Конкретно, во 1796 година, Карл Фридрих Гаус покажал дека:[5] [6]
Оттука може да се изведат синусите и косинусите на другите конструктибилни агли со именител делив со 17.
Ирационален број што може да се изрази како синус или косинус на рационален повеќекратник на π радијани се нарекува тригонометриски број. :ch. 5Бидејќи sin ( x ) = cos ( x − π / 2 ) , {\displaystyle \sin(x)=\cos(x-\pi /2),} случајот на синус може да се изостави од оваа дефиниција. Затоа секој тригонометриски број може да се запише како cos ( 2 π k / n ) {\displaystyle \cos(2\pi k/n)} , каде k и n се цели броеви. Овој број може да се замисли како реален дел од комплексниот број cos ( 2 π k / n ) + i sin ( 2 π k / n ) {\displaystyle \cos(2\pi k/n)+i\sin(2\pi k/n)} . Формулата на Де Моавр покажува дека броевите од овој облик се корени на единицата:
Бидејќи коренот на единицата е корен од полиномот x n − 1, тој е алгебарски. Бидејќи тригонометрискиот број е просекот на коренот на единицата и неговиот комплексен конјугат, а алгебарските броеви се затворени со аритметички операции, секој тригонометриски број е алгебарски.
Реалниот дел од кој било корен на единица е тригонометриски, освен ако не е рационален. Според Нивеновата теорема, единствените рационални броеви кои можат да се изразат како реален дел од коренот на единица се 0, 1, −1, 1/2 и −1/2.[7]
Предлошка:Ирационален број
Kembali kehalaman sebelumnya