Тригонометрические функции

(перенаправлено с «Косеканс»)
Тригонометрические функции
Отношения с другими понятиями:
Теория:
Тригонометрия
Представители:

Тригонометри́ческие фу́нкции — математические функции от величины угла. Они важны при изучении геометрии, а также при исследовании периодических процессов. Обычно тригонометрические функции определяют как отношения сторон прямоугольного треугольника или длины определённых отрезков в единичной окружности. Более современные определения выражают тригонометрические функции через суммы рядов или как решения некоторых дифференциальных уравнений, что позволяет расширить область определения этих функций на произвольные вещественные числа и даже на комплексные числа.

В настоящее время выделяют шесть основных тригонометрических функций, указанных ниже вместе с уравнениями, связывающими их друг с другом. Для последних четырёх функций, эти соотношения часто называют определениями этих функций, однако можно определять эти функции геометрически или как-нибудь по-другому. Кроме того, существуют другие функции, такие как versin\operatorname{versin} и exsec\operatorname{exsec}, но они в настоящее время редко используются (см. Редко используемые тригонометрические функции). С тригонометрическими функциями тесно связаны обратные им функции (см. Обратные тригонометрические функции)

Основные тригонометрические функции
Функция Обозначение Соотношение Графики
Си́нус sin\sin sinx=cos(π2x)\sin x=\cos\left(\frac{\pi}{2}-x\right)

В настройках вики неполная информация для программы с ID gnuplot. Отсутствует command.<externalvalue data="svg">No svg!</externalvalue> Графики тригонометрических функций: синуса, косинуса, тангенса, секанса, косеканса, котангенса

Ко́синус cos\cos cosx=sin(π2x)\cos x=\sin\left(\frac{\pi}{2}-x\right)
Та́нгенс tg\tg[1] tgx=sinxcosx=ctg(π2x)=ctg1x\tg x=\frac{\sin x}{\cos x}=\ctg\left(\frac{\pi}{2}-x\right)=\ctg\frac{1}{x}
Кота́нгенс ctg\ctg[2] ctgx=cosxsinx=tg(π2x)=tg1x\ctg x=\frac{\cos x}{\sin x}=\tg \left(\frac{\pi}{2}-x\right)=\tg \frac{1}{x}
Се́канс sec\sec secx=1cosx=cosec(π2x)\sec x=\frac{1}{\cos x}=\csc\left(\frac{\pi}{2}-x\right)
Косе́канс cosec\cosec[3] cosecx=1sinx=sec(π2x)\cosec x=\frac{1}{\sin x}=\sec\left(\frac{\pi}{2}-x\right)


Тригонометрические функции в прямоугольном треугольникеПравить

 
Рис. 2
Прямоугольный треугольник

Чтобы определить тригонометрические функции произвольного угла α,\alpha, возьмём произвольный прямоугольный треугольник, содержащий угол α\alpha (см. Рис. 2). Стороны этого треугольника мы будем называть так:

  • Гипотенуза — сторона, противолежащая прямому углу, самая длинная сторона в треугольнике. В данном случае, сторона c.c.
  • Противолежащий катет — катет, лежащий напротив угла. Например, катет aa — противолежащий по отношению к углу A.A.
  • Прилежащий катет — катет, являющийся стороной угла. Например, катет bb — прилежащий по отношению к углу A.A.

Будем предполагать, что треугольник лежит в евклидовой плоскости, поэтому сумма его углов равна π.\pi. Это означает, что углы между катетами и гипотенузой лежат между 00 и π2.\frac{\pi}{2}. Используя формулы приведения или определение через единичную окружность, можно расширить область определения тригонометрических функций на множество вещественных чисел.

Синус угла — отношение противолежащего катета к гипотенузе: sinα=ac.\sin\alpha=\frac{a}{c}. Это отношение не зависит от выбора треугольника ABC{ABC}, содержащего угол α,\alpha, так как все такие треугольники подобны.

Косинус угла — отношение прилежащего катета к гипотенузе: cosα=bc.\cos\alpha=\frac{b}{c}. Так как sinβ=bc,\sin\beta=\frac{b}{c}, синус одного острого угла в треугольнике равна косинусу второго, и наоборот.

Тангенс угла — отношение противолежащего катета к прилежащему: tgα=ab.\tg\,\alpha=\frac{a}{b}.

Котангенс угла — отношение прилежащего катета к противолежащему: ctgα=ba.\ctg\,\alpha=\frac{b}{a}. Котангенс одного острого угла в прямоугольном треугольнике равен тангенсу второго, и наоборот.

Секанс угла — отношение гипотенузы к прилежащему катету: secα=cb.\sec\alpha=\frac{c}{b}.

Косеканс угла — отношение гипотенузы к противолежащему катету: cosecα=ca.\cosec \,\alpha=\frac{c}{a}.

Из определений тригонометрических функций следует: a=csinα,a=c\sin\alpha\,, b=ccosα,b=c\cos\alpha\,, a=btgα,a=b\,\tg\,\alpha, b=actgα,b=a\,\ctg\,\alpha, c=bsecα,c=b\sec\alpha\,, c=acosecα,c=a\,\cosec \,\alpha,

и симметрично: b=csinβ,b=c\sin\beta\,, a=ccosβ,a=c\cos\beta\,, b=atgβ,b=a\,\tg\,\beta, a=bctgβ,a=b\,\ctg\,\beta, c=asecβ,c=a\sec\beta\,, c=bcosecβ.c=b\,\cosec \,\beta.

Определение тригонометрических функций через окружностьПравить

 
Рис. 3.
Определение тригонометрических функций через окружность.
 
Рис. 4.
Tригонометрическиe функций угла α\alpha в тригонометрической окружности с радиусом, равным единице.

Пусть на плоскости задана прямоугольная система координат с началом в точке OO и с осями OX{OX} и OY{OY} (см. Рис. 3). Возьмём в этой системе координат окружность с центром в точке OO и радиусом, равным единице. Пусть отрезок OA{OA} поворачивается на произвольный угол ϑ\vartheta вокруг центра O.O.

Синусом угла ϑ\vartheta называется отношение ординаты точки AA к длине отрезка OA.{OA}. Обозначают sinϑ=ACOA.\sin\vartheta=\frac{AC}{OA}. Так как длина отрезка OA{OA} равна 11, то sinϑ=AC.\sin\vartheta={AC}.

Косинусом угла ϑ\vartheta называется отношение абсциссы точки AA к длине отрезка OA.{OA}. Обозначают cosϑ=OCOA.\cos\vartheta=\frac{OC}{OA}. Так как длина отрезка OA{OA} равна 1, то cosϑ=OC.\cos\vartheta={OC}.

Тангенсом угла ϑ\vartheta называется отношение ординаты точки AA к абсциссе точки AA. Обозначают tgϑ=ACOC\tg\,\vartheta=\frac{AC}{OC} (в англоязычной литературе tanϑ).\operatorname{tan}\vartheta ). Так как AC=sinϑ{AC}=\sin \vartheta и OC=cosϑ,{OC}=\cos\vartheta, то tgϑ=sinϑcosϑ.\tg\,\vartheta=\frac{\sin\vartheta}{\cos\vartheta}.

Котангенсом угла ϑ\vartheta называется отношение абсциссы точки AA к ординате точки AA. Обозначают ctgϑ=OCAC\ctg\,\vartheta=\frac{OC}{AC} (в англоязычной литературе cotϑ).\operatorname{cot}\vartheta ). Так как AC=sinϑ{AC}=\sin\vartheta и OC=cosϑ,{OC}=\cos\vartheta, то ctgϑ=cosϑsinϑ.\ctg\,\vartheta=\frac{\cos\vartheta}{\sin\vartheta}. Котангенс равен обратному значению тангенса: ctgϑ=1tgϑ.\ctg\,\vartheta=\frac{1}{\tg\,\vartheta}.

Секансом угла ϑ\vartheta называется отношение длины отрезка OA{OA} к абсциссе точки AA. Обозначают secϑ=OAOC.\sec\vartheta=\frac{OA}{OC}. Так как длина отрезка OA{OA} равна 1, то secϑ=1OC.\sec\vartheta=\frac{1}{OC}. Секанс равен обратному значению косинуса: secϑ=1cosϑ.\sec\vartheta=\frac{1}{\cos\vartheta}.

Косекансом угла ϑ\vartheta называется отношение длины отрезка OA{OA} к ординате точки AA. Обозначают cosecϑ=OAAC\cosec \,\vartheta=\frac{OA}{AC} (в англоязычной литературе cscϑ).\operatorname{csc}\vartheta ). Так как длина отрезка OA{OA} равна 11, то cosecϑ=1AC.\cosec \,\vartheta=\frac{1}{AC}. Косеканс равен обратному значению синуса: cosecϑ=1sinϑ.\cosec \,\vartheta=\frac{1}{\sin\vartheta}.

Из определения следует: если косинус угла равен нулю, то тангенс и секанс этого угла не существуют. Аналогично для котангенса и косеканса: если синус угла равен нулю, то котангенс и косеканс этого угла не существуют.

Определение тригонометрических функций через рядыПравить

Используя геометрию и свойства пределов, можно доказать, что производная синуса равна косинусу и что производная косинуса равна минус синусу. Тогда можно воспользоваться теорией рядов Тейлора и представить синус и косинус в виде суммы степенных рядов: sinx=xx33!+x55!x77!+x99!+=n=0(1)nx2n+1(2n+1)!,\sin x=x-\frac{x^3}{3!}+\frac{x^5}{5!}-\frac{x^7}{7!}+\frac{x^9}{9!}+\cdots=\sum_{n=0}^\infty\frac{(-1)^nx^{2n+1}}{(2n+1)!}, cosx=1x22+x44!x66!+x88!+=n=0(1)nx2n(2n)!.\cos x=1-\frac{x^2}{2}+\frac{x^4}{4!}-\frac{x^6}{6!}+\frac{x^8}{8!}+\cdots=\sum_{n=0}^\infty\frac{(-1)^nx^{2n}}{(2n)!}.
Пользуясь этими формулами, а также уравнениями tgx=sinxcosx,\tg\,x=\frac{\sin x}{\cos x}, ctgx=cosxsinx,\ctg\,x=\frac{\cos x}{\sin x}, secx=1cosx\sec x=\frac{1}{\cos x} и cosecx=1sinx,\cosec \,x=\frac{1}{\sin x}, можно найти разложения в ряд Тейлора и других тригонометрических функций: (1)cosecx=n=0(1)n+12(22n11)B2n(2n)!x2n1(2)=x1+16x+7360x3+3115120x5+,for 0<|x|<π,\begin{align}\csc x &= \sum_{n=0}^\infty \frac{(-1)^{n+1} 2 \left(2^{2n-1}-1\right) B_{2n}}{(2n)!}x^{2n-1} \\[5mu]&= x^{-1} + \frac{1}{6}x + \frac{7}{360}x^3 + \frac{31}{15120}x^5 + \cdots, \qquad \text{for } 0 < |x| < \pi,\end{align} где BnB_n — числа Бернулли. secx=1+x22+5x424+61x6720+277x88064+=n=0(1)nE2n(2n)!x2n,\sec x=1+\frac{x^2}{2}+\frac{5x^4}{24}+\frac{61x^6}{720}+\frac{277x^8}{8064}+\cdots = \sum_{n=0}^\infty\frac{(-1)^nE_{2n}}{(2n)!}x^{2n},где EnE_n — числа Эйлера.

Определение тригонометрических функций через экспонентуПравить

Определение тригонометрических функций через ряды эквивалентно следующему компактному определению тригонометрических функций, носящему имя формула Муавра: eix=cosx+isinxe^{ix} = \cos x + i \sin x

Значения тригонометрических функций для некоторых угловПравить

Значения синуса, косинуса, тангенса, котангенса, секанса и косеканса для некоторых углов приведены в таблице.

 
Значения тригонометрических функций на окружности.
α \alpha \,\! 0°(0 рад) 30° (π/6) 45° (π/4) 60° (π/3) 90° (π/2) 180° (π) 270° (3π/2)
sinα \sin \alpha \,\! 0{0} \,\! 12 \frac{1}{2}\,\! 22 \frac{ \sqrt{2}}{2}\,\! 32 \frac{ \sqrt{3}}{2}\,\! 1{1}\,\! 0{0}\,\! 1{-1}\,\!
cosα \cos \alpha \,\! 1{1} \,\! 32 \frac{ \sqrt{3}}{2}\,\! 22 \frac{ \sqrt{2}}{2}\,\! 12 \frac{1}{2}\,\! 0{0}\,\! 1{-1}\,\! 0{0}\,\!


tgα \mathop{\mathrm{tg}}\, \alpha \,\! 0{0} \,\! 13 \frac{1}{ \sqrt{3}}\,\! 1 {1}\,\! 3 \sqrt{3}\,\! \infty \,\! 0{0}\,\! \infty \,\!
ctgα \mathop{\mathrm{ctg}}\, \alpha \,\! \infty \,\! 3 \sqrt{3}\,\! 1{1} \,\! 13 \frac{1}{ \sqrt{3}}\,\! 0 {0}\,\! \infty \,\! 0{0}\,\!
secα \sec \alpha \,\! 1{1} \,\! 23 \frac{2}{ \sqrt{3}}\,\! 2 \sqrt{2}\,\! 2 {2}\,\! \infty \,\! 1{-1}\,\! \infty \,\!
cosecα \cosec \, \alpha \,\! \infty \,\! 2 {2}\,\! 2 \sqrt{2}\,\! 23 \frac{2}{ \sqrt{3}}\,\! 1{1}\,\! \infty \,\! 1{-1}\,\!

Значения тригонометрических функций нестандартных угловПравить

sinπ10=sin18=514\sin \frac{\pi}{10} = \sin 18^\circ = \frac{\sqrt{5}-1}{4}

tgπ120=tg1.5=82(23)(35)2(2+3)(5+5)8+2(23)(35)+2(2+3)(5+5)\tg \frac{\pi}{120}= \tg 1.5^\circ =\sqrt{\frac{8-\sqrt{2(2-\sqrt{3})(3-\sqrt{5})} - \sqrt{2(2+\sqrt{3})(5+\sqrt{5})}}{8+\sqrt{2(2-\sqrt{3})(3-\sqrt{5})}+\sqrt{2(2+\sqrt{3})(5+\sqrt{5})}}}

cosπ240=116(22+2(2(2+5)+315)+2+2+2(6(5+5)+51))\cos \frac{\pi}{240}=\frac{1}{16}\left(\sqrt{2-\sqrt{2+\sqrt{2}}} \left(\sqrt{2(2+\sqrt{5})}+\sqrt{3}-\sqrt{15} \right) + \sqrt{\sqrt{2+\sqrt{2}}+2} \left (\sqrt{6(5+\sqrt{5})}+\sqrt{5} - 1 \right) \right)

cosπ17=182(217(1717)217172434+217+317+17+34217+17+15)\cos \frac{\pi}{17} = \frac{1}{8}\sqrt{2 \left(\sqrt{2\sqrt{\frac{17(17-\sqrt{17})}{2}}-\sqrt{\frac{17-\sqrt{17}}{2}}-4\sqrt{34+2\sqrt{17}}+3\sqrt{17}+17}+\sqrt{34-2\sqrt{17}}+\sqrt{17}+15 \right)}

Свойства тригонометрических функцийПравить

Функция y = cos α — чётная, функции: y = sin α, y = tg α, y = ctg α — нечётные, то есть: sin(α)=sinα, \sin \left( - \alpha \right) = - \sin \alpha\,, cos(α)=cosα, \cos \left( - \alpha \right) = \cos \alpha\,, tg(α)=tgα, \mathop{\mathrm{tg}}\, \left( - \alpha \right) = - \mathop{\mathrm{tg}}\, \alpha\,, ctg(α)=ctgα. \mathop{\mathrm{ctg}}\, \left( - \alpha \right) = - \mathop{\mathrm{ctg}}\, \alpha\,.

Для острых углов α<π2 \alpha < \frac{ \pi}{2}\,\! справедливо: sin(π2α)=cosα, \sin \left( \frac{ \pi}{2} - \alpha \right) = \cos \alpha\,, cos(π2α)=sinα, \cos \left( \frac{ \pi}{2} - \alpha \right) = \sin \alpha\,, tg(π2α)=ctgα, \mathop{\mathrm{tg}}\, \left( \frac{ \pi}{2} - \alpha \right) = \mathop{\mathrm{ctg}}\, \alpha\,, ctg(π2α)=tgα. \mathop{\mathrm{ctg}}\, \left( \frac{ \pi}{2} - \alpha \right) = \mathop{\mathrm{tg}}\, \alpha\,.

Для углов 0<α<π 0 < \alpha < \pi \,\! справедливо: sin(πα)=sinα, \sin \left( \pi - \alpha \right) = \sin \alpha\,, cos(πα)=cosα, \cos \left( \pi - \alpha \right) = - \cos \alpha\,, tg(πα)=tgα,απ2. \mathop{\mathrm{tg}}\, \left( \pi - \alpha \right) = - \mathop{\mathrm{tg}}\, \alpha, \qquad \alpha \ne \frac{ \pi}{2}\,.

Рассмотрим треугольник ABO (см. Рис. 1). По теореме Пифагора: (AB)2+(BO)2=(OA)2, \left(AB \right)^2 + \left(BO \right)^2 = \left(OA \right)^2 \,, если OA = 1, то AB = sin α и OB = cos α, то есть sin2α+cos2α=1.(1) \sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1. \qquad \qquad (1)\,

Если разделить выражение (1) на cos2α, \cos^2 \alpha \,, то получим следующее тождество: 1+tg2α=1cos2α.(2) 1 + \mathop{\mathrm{tg}}\,^2 \alpha = \frac{1}{ \cos^2 \alpha}. \qquad \qquad (2) \,


Если разделить выражение (1) на sin2α, \sin^2 \alpha \,, то получим следующее тождество: 1+1tg2α=1sin2α,(3) 1 + \frac{1}{ \mathop{\mathrm{tg}}\,^2 \alpha} = \frac{1}{ \sin^2 \alpha}, \qquad \qquad (3) \, или 1+ctg2α=1sin2α.(4) 1 + \mathop{\mathrm{ctg}}\,^2 \alpha = \frac{1}{ \sin^2 \alpha}. \qquad \qquad (4) \,

Полезные тождестваПравить

1±sinx=2sin2(π4±x2) 1\pm \sin x = 2 \sin^2 \left (\frac {\pi}{4} \pm \frac x2 \right )

1+cosx=2cos2(x2) 1+\cos x = 2 \cos^2 \left ( \frac x2 \right )

1cosx=2sin2(x2) 1-\cos x = 2 \sin^2 \left ( \frac x2 \right )

1±tgx=2sin(π4±x)cosx1\pm \tg x=\frac{\sqrt{2} \sin \left (\frac{\pi}{4}\pm x \right )}{\cos x}

1±ctgx=2sin(π4±x)sinx1\pm \ctg x=\frac{\sqrt{2} \sin \left (\frac{\pi}{4}\pm x \right )}{\sin x}

sin2(x)+sin2(y)=12[2cos(2x)cos(2y)]\sin^2(x)+\sin^2(y)=\frac 12 \left [ 2- \cos(2x)-\cos(2y)\right ]

sin2(x)sin2(y)=12[cos(2y)cos(2x)]\sin^2(x)-\sin^2(y)=\frac 12 \left [ \cos(2y)-\cos(2x)\right ]

cos2(x)+cos2(y)=12[2+cos(2x)+cos(2y)]\cos^2(x)+\cos^2(y)=\frac 12 \left [ 2+ \cos(2x)+\cos(2y)\right ]

cos2(x)cos2(y)=12[cos(2x)cos(2y)]\cos^2(x)-\cos^2(y)=\frac 12 \left [ \cos(2x)-\cos(2y)\right ]

sin2(x)+cos2(y)=12[2cos(2x)+cos(2y)]\sin^2(x)+\cos^2(y)=\frac 12 \left [ 2- \cos(2x)+\cos(2y)\right ]

cos2(x)sin2(y)=12[cos(2x)+cos(2y)]\cos^2(x)-\sin^2(y)=\frac 12 \left [ \cos(2x)+\cos(2y)\right ]

sin2(x+y)=12[sin(2x)sin(2y)cos(2x)cos(2y)+1]\sin^2(x+y)=\frac 12 \left [ \sin(2x) \sin(2y) - \cos(2x) \cos(2y) +1 \right ]

cos2(x+y)=12[cos(2x)cos(2y)sin(2x)sin(2y)+1]\cos^2(x+y)=\frac 12 \left [ \cos(2x) \cos(2y) - \sin(2x) \sin(2y)+1 \right ]

sin2(xy)=12[1sin(2x)sin(2y)cos(2x)cos(2y)]\sin^2(x-y)=\frac 12 \left [1-\sin(2x) \sin(2y)-\cos(2x) \cos(2y) \right ]

cos2(xy)=12[1+sin(2x)sin(2y)+cos(2x)cos(2y)]\cos^2(x-y)=\frac 12 \left [1+\sin(2x) \sin(2y)+\cos(2x) \cos(2y) \right ]

sin(x+y)+sin(xy)=2sinxcosy\sin (x+y)+\sin (x-y)=2\sin x \cos y

sin(x+y)sin(xy)=2cosxsiny\sin (x+y)-\sin (x-y)=2\cos x \sin y

sin(x+y)+cos(xy)=2sin(x+π4)sin(y+π4)\sin (x+y)+\cos (x-y)=2\sin \left(x+\frac{\pi}{4}\right) \sin\left(y+\frac{\pi}{4}\right)

sin(x+y)cos(xy)=2cos(x+π4)cos(y+π4)\sin (x+y)-\cos (x-y)=- 2\cos \left(x+\frac{\pi}{4}\right) \cos\left(y+\frac{\pi}{4}\right)

sin(x+y)sin(xy)=12[cos(2y)cos(2x)]\sin (x+y) \sin(x-y)= \frac 12 [\cos(2y)-\cos(2x)]

sin(x+y)cos(x+y)=12[sin(2x)cos(2y)+sin(2y)cos(2x)]\sin (x+y) \cos(x+y)=\frac 12 \left [ \sin(2x) \cos(2y)+\sin(2y) \cos(2x) \right ]

sin(x+y)cos(xy)=12[sin(2x)+sin(2y)]\sin (x+y) \cos(x-y)= \frac 12 [\sin(2x)+\sin(2y)]

sin(x+y)tg(xy)=cos(2y)cos(2x)2cos(xy)\sin (x+y) \tg (x-y)= \frac {\cos(2y)-\cos(2x)}{2\cos(x-y)}

sin(x+y)ctg(xy)=sin(2x)+sin(2y)2sin(xy)\sin (x+y) \ctg (x-y)= \frac {\sin(2x)+\sin(2y)}{2\sin(x-y)}

sin(xy)cos(xy)=12[sin(2x)cos(2y)sin(2y)cos(2x)]\sin (x-y) \cos(x-y)=\frac 12 \left [ \sin(2x) \cos(2y)-\sin(2y) \cos(2x) \right ]

cos(x+y)+cos(xy)=2cosxcosy\cos(x+y)+\cos(x-y)=2\cos x \cos y

cos(x+y)cos(xy)=2sinxsiny\cos (x+y)-\cos (x-y)=- 2\sin x \sin y

cos(x+y)+sin(xy)=2sin(x+π4)cos(y+π4)\cos (x+y)+\sin (x-y)=2\sin \left(x+\frac{\pi}{4}\right) \cos\left(y+\frac{\pi}{4}\right)

cos(x+y)sin(xy)=2cos(x+π4)sin(y+π4)\cos (x+y)-\sin (x-y)= 2\cos \left(x+\frac{\pi}{4}\right) \sin\left(y+\frac{\pi}{4}\right)

cos(x+y)cos(xy)=12[cos(2x)+cos(2y)]\cos (x+y) \cos(x-y)= \frac 12 [\cos(2x)+\cos(2y)]

cos(x+y)sin(xy)=12[sin(2x)sin(2y)]\cos (x+y) \sin(x-y)= \frac 12 [\sin(2x)-\sin(2y)]

cos(x+y)tg(xy)=sin(2x)sin(2y)2cos(xy)\cos (x+y) \tg (x-y)= \frac {\sin(2x)-\sin(2y)}{2\cos(x-y)}

cos(x+y)ctg(xy)=cos(2x)+cos(2y)2sin(xy)\cos (x+y) \ctg (x-y)= \frac {\cos(2x)+\cos(2y)}{2\sin(x-y)}

tg(x+y)+tg(xy)=2sin(2x)cos(2x)+cos(2y)\tg (x+y)+ \tg (x-y)=\frac{2\sin(2x)}{\cos(2x)+\cos(2y)}

tg(x+y)tg(xy)=2sin(2y)cos(2x)+cos(2y)\tg (x+y)- \tg (x-y)=\frac{2\sin(2y)}{\cos(2x)+\cos(2y)}

tg(x+y)+ctg(xy)=2cos(2y)sin(2x)sin(2y)\tg (x+y)+ \ctg (x-y)=\frac{2\cos(2y)}{\sin(2x)-\sin(2y)}

tg(x+y)ctg(xy)=2cos(2x)sin(2y)sin(2x)\tg (x+y)- \ctg (x-y)=\frac{2\cos(2x)}{\sin(2y)-\sin(2x)}

tg(x+y)sin(xy)=cos(2y)cos(2x)2cos(x+y)\tg (x+y) \sin(x-y)=\frac{\cos(2y)-\cos(2x)}{2\cos(x+y)}

tg(x+y)cos(xy)=sin(2x)+sin(2y)2cos(x+y)\tg (x+y) \cos(x-y)=\frac{\sin(2x)+\sin(2y)}{2\cos(x+y)}

tg(x+y)tg(xy)=cos(2y)cos(2x)cos(2x)+cos(2y)\tg (x+y) \tg (x-y)=\frac{\cos(2y)-\cos(2x)}{\cos(2x)+\cos(2y)}

tg(x+y)ctg(xy)=sin(2x)+sin(2y)sin(2x)sin(2y)\tg (x+y) \ctg (x-y)=\frac{\sin(2x)+\sin(2y)}{\sin(2x)-\sin(2y)}

ctg(x+y)+tg(xy)=2cos(2y)sin(2x)+sin(2y)\ctg (x+y)+ \tg (x-y)=\frac{2\cos(2y)}{\sin(2x)+\sin(2y)}

ctg(x+y)tg(xy)=2cos(2x)sin(2x)+sin(2y)\ctg (x+y)- \tg (x-y)=\frac{2\cos(2x)}{\sin(2x)+\sin(2y)}

ctg(x+y)+ctg(xy)=2sin(2x)cos(2y)cos(2x)\ctg (x+y)+ \ctg (x-y)=\frac{2\sin(2x)}{\cos(2y)-\cos(2x)}

ctg(x+y)ctg(xy)=2sin(2y)cos(2x)cos(2y)\ctg (x+y)- \ctg (x-y)=\frac{2\sin(2y)}{\cos(2x)-\cos(2y)}

ctg(x+y)sin(xy)=sin(2x)sin(2y)2sin(x+y)\ctg (x+y) \sin(x-y)=\frac{\sin(2x)-\sin(2y)}{2\sin(x+y)}

ctg(x+y)cos(xy)=cos(2x)+cos(2y)2sin(x+y)\ctg (x+y) \cos(x-y)=\frac{\cos(2x)+\cos(2y)}{2\sin(x+y)}

ctg(x+y)tg(xy)=sin(2x)sin(2y)sin(2x)+sin(2y)\ctg (x+y) \tg (x-y)=\frac{\sin(2x)-\sin(2y)}{\sin(2x)+\sin(2y)}

ctg(x+y)ctg(xy)=cos(2x)+cos(2y)cos(2y)cos(2x)\ctg (x+y) \ctg (x-y)=\frac{\cos(2x)+\cos(2y)}{\cos(2y)-\cos(2x)}

ctgx+tgx=2sin(2x)\ctg x+ \tg x=\frac{2}{\sin(2x)}

ctgxtgx=2cos(2x)sin(2x)\ctg x- \tg x=\frac{2 \cos(2x)}{\sin(2x)}

tgnx=sinn(2x)[1+cos(2x)]n\tg^n x=\frac{\sin^n(2x)}{[1+\cos(2x)]^n}

tg(3x)=tgxtg(π3+x)tg(π3x)\tg (3x)=\tg x \cdot \tg \left (\frac{\pi}{3}+x\right )\cdot \tg \left (\frac{\pi}{3}-x\right )

tg(5x)=tgxtg(π5+x)tg(π5x)tg(2π5+x)tg(2π5x)\tg (5x)=\tg x \cdot \tg \left (\frac{\pi}{5}+x\right )\cdot \tg \left (\frac{\pi}{5}-x\right ) \cdot \tg \left (\frac{2\pi}{5}+x\right )\cdot \tg \left (\frac{2\pi}{5}-x\right )

tg(7x)=tgxtg(π7+x)tg(π7x)tg(2π7+x)tg(2π7x)tg(3π7+x)tg(3π7x)\tg (7x)=\tg x \cdot \tg \left (\frac{\pi}{7}+x\right )\cdot \tg \left (\frac{\pi}{7}-x\right ) \cdot \tg \left (\frac{2\pi}{7}+x\right )\cdot \tg \left (\frac{2\pi}{7}-x\right ) \cdot \tg \left (\frac{3\pi}{7}+x\right )\cdot \tg \left (\frac{3\pi}{7}-x\right )

k=0ncos(2kx)=sin(2n+1x)2n+1sinx\prod \limits _{k=0}^n \cos \left (2^k x \right )=\frac{\sin \left ( 2^{n+1} x \right )}{2^{n+1} \cdot \sin x}

k=0ncos(x2k)=sin(2x)2n+1sin(x2n)\prod \limits _{k=0}^n \cos \left (\frac{x}{2^k}\right )=\frac{\sin(2x)}{2^{n+1} \cdot \sin \left (\frac{x}{2^n}\right )}

k=1ncos(x2k)=sinx2nsin(x2n)\prod \limits _{k=1}^n \cos \left (\frac{x}{2^k}\right )=\frac{\sin x}{2^{n} \cdot \sin \left (\frac{x}{2^n}\right )}

k=0cos(x2k)=sin(2x)2x\prod \limits _{k=0}^{\infty} \cos \left (\frac{x}{2^k}\right )=\frac{\sin(2x)}{2x}

k=1cos(x2k)=sinxx\prod \limits _{k=1}^{\infty} \cos \left (\frac{x}{2^k}\right )=\frac{\sin x}{x}

Производные и интегралыПравить

Все тригонометрические функции непрерывно дифференцируемы на всей области определения:

(sinx)=cosx,( \sin x )' = \cos x \,,

(cosx)=sinx,( \cos x )' = -\sin x \,,

(tgx)=1cos2x,( \tg x )' = \frac{1}{\cos ^2 x},

(ctgx)=1sin2x.( \ctg x )' = -\frac{1}{\sin ^2 x}.

Интегралы тригонометрических функций на области определения выражаются через элементарные функции следующим образом:

sinxdx=cosx+C,\int\sin x\, dx = -\cos x + C \,,

cosxdx=sinx+C,\int\cos x\, dx = \sin x + C \,,

tgxdx=ln|cosx|+C,\int\tg x\, dx = -\ln \left| \cos x\right| + C \,,

ctgxdx=ln|sinx|+C.\int\ctg x\, dx = \ln \left| \sin x \right| + C \,.

ИсторияПравить

Линия синуса у индийских математиков первоначально называлась अर्धज्या, ардха-джья̄ («полутетива»), затем слово ардха- (अर्ध) было отброшено и линию синуса стали называть просто джья̄ (ज्या). Но чаще использовался синоним джӣва, «живой» (जीबा). Арабские переводчики не перевели слово джӣва арабским словом ватар (وتر), обозначающим тетиву и хорду, а транскрибировали арабскими буквами и стали называть линию синуса джӣба (произношение جيبا). Так как в арабском языке краткие гласные не обозначаются, а долгое ӣ в слове джӣба обозначается так же, как полугласная й (جيب), Герардо Кремонский интерпретировал слово как джайб, что буквально обозначает «впадина», «пазуха» и перевёл его на латынь словом sinus, имеющим то же значение.[4]

Современное обозначение синуса sin\sin и косинуса cos\cos введено Леонардом Эйлером в XVIII веке.

Термины «тангенс» (от лат. tangens, «касающийся») и «секанс» (secans, «секущий») были введены датским математиком Томасом Финке (1561—1656) в его книге «Геометрия круглого» (Geometria rotundi, 1583)

См. такжеПравить

СсылкиПравить

ПримечанияПравить

  1. В западной традиции tan.
  2. В западной традиции cot.
  3. В западной традиции csc.
  4. Online Etymology Dictionary. Sine.
Перенаправлено с «Косеканс»