Топ питань
Часова шкала
Чат
Перспективи

Список тригонометричних тотожностей

стаття-список у проєкті Вікімедіа З Вікіпедії, вільної енциклопедії

Список тригонометричних тотожностей
Remove ads

Тригонометричні тотожності — математичні вирази з тригонометричними функціями, що виконуються для всіх значень аргумента зі спільної області визначення.

Основні позначення

Узагальнити
Перспектива

Кути

В цій статті кути позначені грецькими буквами і т. д. Величину кута найчастіше задають в градусах або радіанах:

1 повне коло  = 360 градусів = 2 радіан  

В наступній таблиці наведено співвідношення між значеннями в градусах і радіанах для деяких кутів

Більше інформації , ...

Якщо не сказано інакше, то всі кути задано у радіанах, а кути, що закінчуються символом (°) — в градусах.

Тригонометричні функції

У статті будуть наведені співвідношення та тотожності для шести основних тригонометричних функцій:

  • синус
  • косинус
  • тангенс


  • котангенс


  • секанс


  • косеканс

В англомовній літературі тангенс та котангенс зазвичай позначають та відповідно.

Обернені тригонометричні функції

Обернені тригонометричні функції це такі функції, композиція яких зі звичайними тригонометричними функціями дає тотожне відображення. Наприклад, функція обернена до синуса, відома як обернений синус (sin1) або арксинус (arcsin or asin), задовольняє співвідношення

та

Тригонометричні функції та обернені до них наведені в наступній таблиці:

Більше інформації Функція, Обернена ...

Екзотичні тригонометричні функції

Крім основних шести, також використовують інші тригонометричні функції кута. Їх використовували раніше при розв'язуванні різних навігаційних задач, однак з розвитком обчислювальної техніки вони втратили свою актуальність.

Більше інформації , ...
Remove ads

Таблиці значень тригонометричних функцій

Узагальнити
Перспектива
Більше інформації , ...

В тих точках, де значення тангенса та котангенса прямують до нескінченності знак залежить від того з якого боку до цієї точки ми підходимо.

Для тангенса — якщо справа, то , а якщо зліва, то . Для котангенса навпаки.

Більше інформації , ...
Remove ads

Основні тригонометричні формули

Більше інформації , ...

Формула (1) є наслідком теореми Піфагора (Тригонометрична тотожність Піфагора). Формули (2) і (3) добуваються діленням формули (1) на та відповідно.

Співвідношення між основними тригонометричними функціями

Більше інформації , ...
Remove ads

Формули зведення

Узагальнити
Перспектива

Сукупність формул, що відображають симетрію тригонометричних функцій відносно певних значень кутів, перетворення при зсуві аргументу на деякий кут, а також періодичність тригонометричних функцій.

Симетрія

Виконуються такі співвідношення:

Більше інформації Симетрія відносно кута ...

Зсув та періодичність

Співвідношення часто використовують для спрощення обчислень.

Більше інформації , ...
Remove ads

Формули для суми аргументів

Узагальнити
Перспектива
Thumb
Візуалізація формули (6)
Більше інформації , ...

Формула (7) отримана діленням (5) на (6).

Синус і косинус від нескінченної суми

У правих частинах рівності суму взято по всіх підмножинах натуральних чисел з 2k+1 або 2k елементів відповідно.

Тангенси від сум аргументів

Нехай  елементарні симетричні многочлени степеня k від n змінних

Наприклад:

Тоді

Наприклад:

і так далі.

Секанс і косеканс від суми аргументів

де ek елементарні симетричні многочлени степеня k від n змінних (дивись пункт тангенси від сум аргументів)

Наприклад,

Remove ads

Формули подвійного кута

Узагальнити
Перспектива

Формули подвійного кута виведені з формул (5), (6) і (7), якщо взяти кут β рівним α:

Більше інформації , ...
Remove ads

Формули потрійного кута

Більше інформації , ...
Remove ads

Формули кратних кутів

Узагальнити
Перспектива
Більше інформації , ...

де  ціла частина числа ,  біноміальний коефіцієнт.

Вивід формул

Формули для кратних кутів виводяться за допомогою формули Муавра

Розкриємо праву частину рівності за формулою бінома Ньютона

Врахувавши, що та виділивши окремо дійсну та уявну частини, рівність запишемо у вигляді

Підставимо отриману рівність у формулу Муавра

Оскільки два комплексні числа рівні тоді і лише тоді коли рівні їхні дійсні та уявні частини, то з останньої рівності отримуємо шукані формули

Ітераційні формули

З використанням спеціальних многочленів

Мають місце такі співвідношення:

де  поліном Чебишова першого роду степеня n.

Зображення у вигляді скінченних добутків




Remove ads

Формули половинного кута

Більше інформації , ...

Знак перед виразом обрано відповідно до того, до якого квадранту належить кут .

Remove ads

Формули пониження степеня

Узагальнити
Перспектива

Формули пониження степеня виведені з формул подвійного кута:

Більше інформації , ...
Remove ads

Загальні формули пониження степеня

Більше інформації , ...

де  біноміальний коефіцієнт.

Remove ads

Формули перетворення добутків функцій

Більше інформації , ...

Формули перетворення суми функцій

Узагальнити
Перспектива
Більше інформації , ...

Загальні суми





Якщо ж таке, що , то при отримуємо

Ядро Діріхле та ядро Феєра

Сума виду

називається ядром Діріхле.

А функція

називається ядром Феєра

,

Вони використані при сумуванні рядів Фур'є.

Зображення через нескінченні добутки

Співвдношення за додаткових обмежень на значення кутів

Узагальнити
Перспектива
  • Нехай

тоді





Зауважимо, що наведені вище співвідношення справджуються, якщо  — кути деякого трикутника.


  • Нехай

тоді

  • Нехай

тоді

Обернені тригонометричні функції

Більше інформації , ...


Поєднання тригонометричних та обернених їм функцій

Більше інформації , ...

Додавання обернених тригонометричних функцій

Нехай такі, що , тоді

Розв'язок найпростіших тригонометричних рівнянь

  • .
Якщо  — дійсних розв'язків не існує.
Якщо  — розв'язком є число виду .
  • .
Якщо  — розв'язків нема.
Якщо  — розв'язком є число виду .
  • .
Розв'язком є число виду .
  • .
Розв'язком є число виду .

Розв'язок найпростіших тригонометричних нерівностей

Більше інформації Множина розв'язків, ...

Одна корисна нерівність

Для довільного з інтервалу виконуються такі нерівності:

Універсальна тригонометрична підстановка

Тотожності мають зміст лише тоді, коли існують обидві частини (тобто при ).


Допоміжний аргумент (метод Юніса)

Узагальнити
Перспектива

Перші дві формули можуть бути узагальненими

де

Зв'язок з комплексною експонентою

 формула Ейлера,

Експоненційне зображення тригонометричних функцій та обернених їм

Більше інформації , ...

Числові співвідношення







Різне




Див. також

Література

  • Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям. — Москва : Наука, 1979. — 832 с.
  • Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. — Москва : Физматгиз, 1963. — 1100 с.
Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads