Трыганаметрыя

З пляцоўкі Вікіпедыя.

Перайсці да: рух, знайсці


Трыганаметрыя (грэч. "трыганон" трохвугольнік + "мятрэзіс" вымярэнне), раздзел матэматыкі пра суадносіны бакоў і вуглоў у трохвугольніку. Асноўная задача трыганаметрыі - "рашэнне трохвугольніка", г.зн., вылічэнне невядомых велічынь паводле вядомых.

Змест

[правіць] Гісторыя

Вытокі трыганаметрыі бяруць пачатак у старажытным Егіпце, Вавілоне і даліне Інда больш 3000 гадоў назад. Індыйскія матэматыкі былі першапраходцамі ва ўжыванні алгебры і трыганаметрыі да астранамічных вылічэнняў. Лагадха — адзіны з самых старажытных вядомых сёння матэматык, які карыстаўся геаметрыёй і трыганамэтрыёй ў сваёй кнізе «Джьетыша-веданга» («Jyotisa Vedanga»), бо́льшая частка прац якога была знішчаная замежнымі захопнікамі.

Грэцкі матэматык Клаўдзій Пталамей таксама ўнёс вялікі ўклад у развіццё трыганаметрыі.

[правіць] Трыганаметрычныя функцыі

Асноўны артыкул: Уласцівасці трыганаметрычных функцыяў

Адзінкавая акружнасць

Возьмем адзінкавую акружнасць на плоскасці (цэнтр у пачатку адліку, радыус 1). Правядзем прамень l з пачатка адліку і будзем адлічваць велічыню вугла α ад дадатнага праменя восі Ox супраць гадзіннікавай стрэлкі. Велічыню можна лічыць у градусах, радыянах ці градах. Мы будзем разглядваць у градусах. Няхай пунктам скрыжавання l з адзінкавай акружнасцю будзе M. Тады па азначэнні:

  • функцыя косінус cos(α) будзе абсцысай M,
  • функцыя сінус sin(α) будзе ардынатай M
  • функцыя тангенс tg(α) будзе дзеллю ардынаты M і яе абсцысы: tg(\alpha) = \frac{sin(\alpha)}{cos(\alpha)}
  • функцыя катангенс ctg(α) будзе дзеллю абсцысы M і яе ардынаты: ctg(\alpha) = \frac{cos(\alpha)}{sin(\alpha)}
  • функцыя секанс sec(α) будзе дзеллю \frac{1)}{sin(\alpha)}
  • функцыя касеканс cosec(α) будзе дзеллю \frac{1}{cos(\alpha)}
Графік функцыі y = sin(x)
Графік функцыі y = cos(x)


Функцыі sin(α) і cos(α) вызначаныя на ўсём \mathbb{R}, вобласць значэнняў [-1,1] і пэрыяд . Функцыя tg(α) не вызначана на π * n, n\in\mathbb{Z}, а функцыя ctg(α) не вызначана на π * n + π / 2, n\in\mathbb{Z}, і абедзве маюць вобласць значэнняў \mathbb{R} і перыяд π.

[правіць] Зваротныя трыганаметрычныя функцыі

Функцыя, зваротная да

  • sin(α) завецца арксінус arcsin(α)
  • cos(α) завецца арккосінус arccos(α)
  • tg(α) завецца арктангенс arctg(α)
  • ctg(α) завецца арккатангенс arcctg(α)

[правіць] Асноўныя трыганаметрычныя тоеснасці

Асноўны артыкул: Трыганаметрычныя формулы

Асноўная трыганаметрычная тоеснасць sin2(α) + cos2(α) = 1.

Формула косінуса сумы: cos(α + β) = cos(α)cos(beta) − sin(α)sin(β)

Формула косінуса рознасці: cos(α − β) = cos(α)cos(beta) + sin(α)sin(β)

Формула сінуса сумы: sin(α + β) = sin(α)cos(beta) + sin(β)cos(α)

Формула сінуса рознасці: sin(α − β) = sin(α)cos(beta) − sin(β)cos(α)

[правіць] Трыганаметрычныя функцыі комплекснай зменнай

y = sin(x) на комплекснай плоскасці

Раскладзем функцыі sin(x) і cos(x) ў рад Тэйлара:

sin(x) = x - \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} -...+ (-1)^k\frac{x^{2k-1}}{(2k-1)!}

cos(x) = 1 - \frac{x^2}{2!} + \frac{x^4}{4!} -...+ (-1)^k\frac{x^{2k}}{(2k)!}

- і вызначым трыганаметрычныя функцыі комплекснай зменнай z:

sin(z) = z - \frac{z^3}{3!} + \frac{z^5}{5!} -...+ (-1)^k\frac{z^{2k-1}}{(2k-1)!}

cos(z) = 1 - \frac{z^2}{2!} + \frac{z^4}{4!} -...+ (-1)^k\frac{z^{2k}}{(2k)!}

Большасць уласцівасцей гэтых функцыяў для сапраўднай зменнай распаўсюджваецца і на комплексную зменную. Але на комплекснай плоскасці іх вобласць значэнняў - усё \mathbb{C}.

[правіць] Ужыванне

Трыганаметрычныя вылічэнні ўжываюцца практычна ва ўсіх абласцях геаметрыі, фізікі і інжынерыі.

[правіць] Глядзі таксама

Сферычная трыганаметрыя

Эліптычная трыганаметрыя

Гіпербалічная трыганаметрыя

[правіць] Літаратура

Я.Я. Выгодский «Справочник по элементарной математике»

Ю.Ю. Громов, Н.А. Земской, О.Г. Иванова и др. «Тригонометрия»

И.И. Привалов «Введение в теорию функций комплексного переменного»