Rhestr unfathiannau trigonometrig

Oddi ar testwiki
Fersiwn a roddwyd ar gadw am 10:55, 15 Mai 2023 gan imported>Craigysgafn
(gwahan) ← Fersiwn hŷn | Fersiwn diweddaraf (gwahan) | Fersiwn diweddarach → (gwahan)
Neidio i'r panel llywio Neidio i'r bar chwilio

Nodiant

Defnyddir y nodiant canlynol ar gyfer pob un o'r chwech ffwythiant trigonometrig (sin, cosin (cos), tangiad (tan), cotangiad (cot), secant (sec), a chosecant (csc). Dim ond y nodiant ar gyfer sin a roddir isod, mae'r nodiant ar gyfer y ffwythiannau eraill yn gyffelyb.

Nodiant Darllener Disgrifiad Diffiniad
sin²(x) "sin sgwâr x" sin wedi ei sgwario sin²(x) = (sin(x))²
arcsin(x) "arcsin x" ffwythiant gwrthdro sin arcsin(x) = y  os a dim ond os  sin(y) = x a π2yπ2
(sin(x))−1 "sin x, i'r [pŵer] meinws un" Cilydd sin (sin(x))−1 = 1 / sin(x) = csc(x)

Gellir ysgrifennu arcsin(x) yn sin−1(x) yn ogystal; rhaid gofalu rhag drysu hyn â (sin(x))−1.

Diffiniadau

cos(x)=sin(x+π2)tan(x)=sin(x)cos(x)cot(x)=cos(x)sin(x)=1tan(x)sec(x)=1cos(x)csc(x)=1sin(x)

(Gweler ffwythiant trigonometrig am fwy o wybodaeth)

Cyfnodedd, cymesuredd a symudiadau

Cyfnodedd

Mae cyfnod o 2π gan y ffwythiannau sin, cosin, secant, a chosecant (cylch llawn): os mae k yn unrhyw gyfanrif yna mae

sin(x)=sin(x+2kπ)cos(x)=cos(x+2kπ)sec(x)=sec(x+2kπ)csc(x)=csc(x+2kπ)

Mae cyfnod o π (hanner cylch) gan y ffwythiannau tangiad a chotangiad:

tan(x)=tan(x+kπ)cot(x)=cot(x+kπ)

Cymesuredd

sin(x)=sin(x)sin(π2x)=cos(x)sin(πx)=+sin(x)cos(x)=+cos(x)cos(π2x)=sin(x)cos(πx)=cos(x)tan(x)=tan(x)tan(π2x)=cot(x)tan(πx)=tan(x)cot(x)=cot(x)cot(π2x)=tan(x)cot(πx)=cot(x)sec(x)=+sec(x)sec(π2x)=csc(x)sec(πx)=sec(x)csc(x)=csc(x)csc(π2x)=sec(x)csc(πx)=+csc(x)

Symudiadau

sin(x+π2)=+cos(x)sin(x+π)=sin(x)cos(x+π2)=sin(x)cos(x+π)=cos(x)tan(x+π2)=cot(x)tan(x+π)=+tan(x)cot(x+π2)=tan(x)cot(x+π)=+cot(x)sec(x+π2)=csc(x)sec(x+π)=sec(x)csc(x+π2)=+sec(x)csc(x+π)=csc(x)

Cyfuniadau llinol

Weithiau mae'n bwysig gwybod bod cyfuniad llinol o donau sin gyda'r un cyfnod (ond gyda gwahanol symudiad cydwedd) yn rhoi ton sin gyda'r un cyfnod. Yn gyffrefinol, mae

asinx+bcosx=a2+b2sin(x+φ)

lle mae

φ={arctan(b/a),os mae a0;arctan(b/a)±π,os mae a<0.

Yn gyffredinol, am symudiad cydwedd mympwyol, mae gennym fod

asinx+bsin(x+α)=csin(x+β)

lle mae

c=a2+b2+2abcosα,

a

β=arctan(bsinαa+bcosα).

Unfathiannau Pythagoreaidd

Seilir y canlynol ar theorem Pythagoras:

sin2(x)+cos2(x)=1tan2(x)+1=sec2(x)cot2(x)+1=csc2(x)

Gellir deillio'r ail a'r trydydd hafaliad uchod o'r cyntaf trwy rhannu â cos2(x) a sin2(x) yn ôl eu trefn.

Unfathiannau swm neu wahaniaeth onglau

Fe'u celwir hefyd yn "fformwlâu adio a thynnu". Gellir eu profi gan ddefnyddio fformwla Euler.

sin(x±y)=sin(x)cos(y)±cos(x)sin(y)
(Pan y mae "+" ar y chwith, mae "+" ar y de, ac yn gyffelyb gyda "-".)
cos(x±y)=cos(x)cos(y)sin(x)sin(y)
(Pan y mae "+" ar y chwith, mae "-" ar y de, ac i'r gwrthwyneb.)
tan(x±y)=tan(x)±tan(y)1tan(x)tan(y)

Tangiad symiau nifer meidraidd o dermau

Gadewch i xi = tan(θi ), ar gyfer i = 1, ..., n. Gadewch i ek fod y polynomial cymesur elfennol gyda gradd k yn y newidynnau xi, i = 1, ..., n, k = 0, ..., n. Yna mae

tan(θ1++θn)=e1e3+e5e0e2+e4,

gyda'r nifer o dermau yn dibynnu ar n.

Er enghraifft, mae

tan(θ1+θ2+θ3)=e1e3e0e2=(x1+x2+x3)  (x1x2x3)1  (x1x2+x1x3+x2x3),tan(θ1+θ2+θ3+θ4)=e1e3e0e2+e4=(x1+x2+x3+x4)  (x1x2x3+x1x2x4+x1x3x4+x2x3x4)1  (x1x2+x1x3+x1x4+x2x3+x2x4+x3x4) + (x1x2x3x4),

ac yn y blaen. Gellir profi hyn trwy anwythiad mathemategol.

Fformwlâu ongl dwbl

Gellir profi'r canlynol trwy amnewid x = y yn y fformwlâu adio, a defnyddio'r fformwla Pythagoreaidd, neu trwy ddefnyddio fformwla de Moivre gydag n = 2.

sin(2x)=2sin(x)cos(x)
cos(2x)=cos2(x)sin2(x)=2cos2(x)1=12sin2(x)=1tan2(x)1+tan2(x)
tan(2x)=2tan(x)1tan2(x)


cot(2x)=cot(x)tan(x)2

Gellir defnyddio'r uchod i ganfod triawdau Pythagoraidd. os mae (a, b, c) yw hyd ochrau triongl ongl-sgwâr, yna mae (a2 − b2, 2ab, c2) hefyd yn ffurfio triongl ongl-sgwâr, lle mae B yw'r ongl a ddyblir. os mae a2 − b2 yn negatif, cymerwch ei wrthdro a defnyddio ongl cyflenwol 2B yn lle 2B.

Fformwlâu ongl triphlyg

sin(3x)=3sin(x)4sin3(x)
cos(3x)=4cos3(x)3cos(x)
tan(3x)=3tanxtan3x13tan2(x)

Fformwlâu aml-ongl

Os mai Tn yw'r nfed polynomial Chebyshev, yna mae

cos(nx)=Tn(cos(x)).

Os mai Sn yw'r nfed polynomial gwasgar, yna mae

sin2(nθ)=Sn(sin2θ).

Fformwla de Moivre:

cos(nx)+isin(nx)=(cos(x)+isin(x))n

Fformwlâu lleihau pŵer

sin2(x)=1cos(2x)2
cos2(x)=1+cos(2x)2
sin2(x)cos2(x)=1cos(4x)8
sin3(x)=3sin(x)sin(3x)4
cos3(x)=3cos(x)+cos(3x)4

Fformwlâu hanner ongl

cos(x2)=±1+cos(x)2
sin(x2)=±1cos(x)2
tan(x2)=sin(x/2)cos(x/2)=±1cosx1+cosx.(1)
tan(x2)=±(1cosx)(1+cosx)(1+cosx)(1+cosx)=±1cos2x(1+cosx)2
=sinx1+cosx.
tan(x2)=±(1cosx)(1cosx)(1+cosx)(1cosx)=±(1cosx)2(1cos2x)
=1cosxsinx.
tan(x2)=sin(x)1+cos(x)=1cos(x)sin(x).
tan(x2)=csc(x)cot(x),
cot(x2)=csc(x)+cot(x).
t=tan(x2),
    sin(x)=2t1+t2   a   cos(x)=1t21+t2   a   eix=1+it1it.

Amnewidiad o t am tan(x/2) yw hyn, gyda'r canlyniad fod sin(x) yn newid yn 2t/(1 + t2) a cos(x) yn (1 − t2)/(1 + t2). Mae hyn yn ddefnyddiol mewn calcwlws ar gyfer integreiddio ffwythiannau cymarebol o sin(x) a cos(x).

Unfathiannau lluoswm-i-swm

cos(x)cos(y)=cos(xy)+cos(x+y)2
sin(x)sin(y)=cos(xy)cos(x+y)2
sin(x)cos(y)=sin(xy)+sin(x+y)2

(gw. Theorem Ptolemi)

Unfathiannau swm-i-lluoswm

cos(x)+cos(y)=2cos(x+y2)cos(xy2)
sin(x)+sin(y)=2sin(x+y2)cos(xy2)
cos(x)cos(y)=2sin(x+y2)sin(xy2)
sin(x)sin(y)=2cos(x+y2)sin(xy2)

fformwla de Moivre

os mae x+y+z=π,
yna mae tan(x)+tan(y)+tan(z)=tan(x)tan(y)tan(z).

(Os am roi ystyr i'r fformwla tra fod unrhyw un o x, y, a z yn ongl sgwâr, rhaid cymryd mai ∞ yw'r ddau ochr. Nid +∞ neu −∞ yw hyn, ond un pwynt "at anfeidredd" a ychwanegir i'r linell rif real.)

Os mae x+y+z=π=hanner cylch,
yna mae sin(2x)+sin(2y)+sin(2z)=4sin(x)sin(y)sin(z).

Ffwythiannau trigonometrig gwrthdro

arcsin(x)+arccos(x)=π/2
arctan(x)+arccot(x)=π/2.
arctan(x)+arctan(1/x)={π/2,Os mae x>0π/2,os mae x<0
arctan(x)+arctan(y)=arctan(x+y1xy)+{π,os mae x,y>0π,os mae x,y<00,fel arall 
sin[arccos(x)]=1x2
cos[arcsin(x)]=1x2
sin[arctan(x)]=x1+x2
cos[arctan(x)]=11+x2
tan[arcsin(x)]=x1x2
tan[arccos(x)]=1x2x

Perthynas gyda'r ffwythiant esbonyddol cymhlyg

eix=cos(x)+isin(x)
eix=cos(x)isin(x)
cos(x)=eix+eix2
sin(x)=eixeix2i

lle mae i 2 = −1.

Gw. fformwla Euler.

Diffiniadau esbonyddol

sin(θ)=eiθeiθ2i
cos(θ)=eiθ+eiθ2
tan(θ)=sin(θ)cosh(θ)=(eiθeiθ2i)(eiθ+eiθ2)
cot(θ)=cos(θ)sin(θ)=(eiθ+eiθ2)(eiθeiθ2i)
sec(θ)=1cos(θ)=1(eiθ+eiθ2)
csc(θ)=1sin(θ)=1(eiθeiθ2i)
versin(θ)=1cos(θ)=1eiθ+eiθ2
vercos(θ)=1sin(θ)=1eiθeiθ2i
exsec(θ)=sec(θ)1 =1cos(θ)1=1(eiθ+eiθ2)1
excsc(θ)=csc(θ)1 =1sin(θ)1=1(eiθeiθ2i)1
sinh(θ)=isin(iθ)=eθeθ2
cosh(θ)=cos(iθ)=eθ+eθ2
tanh(θ)=itan(iθ)=sinh(θ)cosh(θ)=eθeθeθ+eθ=e2θ1e2θ+1
coth(θ)=icot(iθ)=cosh(θ)sinh(θ)=eθ+eθeθeθ=e2θ+1e2θ1
sech(θ)=1cosh(θ)=sec(iθ)=2eθ+eθ
csch(θ)=1sinh(θ)=icos(iθ)=2eθeθ
versinh(θ)=1cos(iθ)=1eθ+eθ2
vercosh(θ)=1+isin(iθ)=1eθeθ2
exsech(θ)=sech(θ)1=1cosh(θ)1=sec(iθ)=2eθ+eθ1
excsch(θ)=csch(θ)1=1sinh(θ)1=icos(iθ)=2eθeθ1
arcsin(θ)=iln(iθ+1θ2)
arccos(θ)=iln(θ+i1θ2)
arctan(θ)=ln(i+θiθ)i2
arccot(θ)=arctan(θ)=iln(iθi+θ)2
arcsec(θ)=arccos(θ1)=iln(θ1+1θ2i)
arccsc(θ)=arcsin(θ1)=iln(iθ1+1θ2)
arcversin(θ)=arccos(1θ)=iln(1θ+i1(1θ)2)
arcvercos(θ)=arcsin(1θ)=iln(iiθ+1(1θ)2)
arcexsec(θ)=arcsec(1+θ)=iln((θ+1)1+i1(1+θ)2)
arcexcsc(θ)=arccsc(1+θ)=iln(i(θ+1)1+1(1+θ)2)
arcsinh(θ)=ln(θ+θ2+1)
arccosh(θ)=ln(θ+θ21)
arctanh(θ)=ln(i+θiθ)2
arccoth(θ)=arctanh(θ)=ln(iθi+θ)2
arcsech(θ)=arccosh(θ1)=ln(θ1+θ21)
arccsch(θ)=arcsinh(θ1)=ln(θ1+θ2+1)
arcversinh(θ)=arccosh(θ)1=ln(θ+θ21)1
arcvercosh(θ)=arcsinh(θ)1=ln(θ+θ2+1)1
arcexsech(θ)=arcsech(θ+1)=arccosh((θ+1)1)=ln((θ+1)1+(θ+1)21)
arcexcsch(θ)=arccsch(θ+1)=arcsinh((θ+1)1)=ln((θ+1)1+(θ+1)2+1)