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三角學


以及平面和三維圖形的角度關係的研究被稱為三角學。三角函式(也稱為圓函式)包括餘割 cscx餘弦 cosx餘切 cotx正割 secx正弦 sinx,和正切 tanx。這些函式的反函式表示為 csc^(-1)x, cos^(-1)x, cot^(-1)x, sec^(-1)x, sin^(-1)x, 和 tan^(-1)x。請注意,這裡的 f^(-1) 符號 意味著反函式而不是 f-1 次方

TrigonometryUnitCircle

三角函式最簡單的定義是使用單位圓。設 theta 是從x沿逆時針測量的。那麼 costheta端點的水平座標,而 sintheta 是垂直分量。比率 sintheta/costheta 定義為 tantheta。由於這個定義,三角函式是週期函式,週期為 2pi,所以

 func(2pin+theta)=func(theta),
(1)

其中 n 是一個整數,而 func 是一個三角函式。

TrigonometryMnemonic

直角三角形有三條邊,可以唯一地標識為斜邊,給定角 theta 的鄰邊,或 theta 的對邊。一個有用的記憶術,用於記住三角函式的定義,由 “oh, ah, o-a”,“Soh, Cah, Toa” 或 “SOHCAHTOA” 給出,即正弦等於對邊比斜邊,餘弦等於鄰邊比斜邊,正切等於對邊比鄰邊,

sintheta=(opposite)/(hypotenuse)
(2)
costheta=(adjacent)/(hypotenuse)
(3)
tantheta=(opposite)/(adjacent).
(4)

另一個記憶術在美國可能不如在英國常見,是 “Tommy On A Ship Of His Caught A Herring.” (湯米在他自己的船上抓到了一條鯡魚。)

根據勾股定理

 sin^2theta+cos^2theta=1.
(5)

因此,以下等式也成立

 tan^2theta+1=sec^2theta
(6)

 1+cot^2theta=csc^2theta.
(7)

三角函式可以用複數指數代數定義(即,使用尤拉公式),如下所示

sinz=(e^(iz)-e^(-iz))/(2i)
(8)
cscz=1/(sinz)
(9)
=(2i)/(e^(iz)-e^(-iz))
(10)
cosz=(e^(iz)+e^(-iz))/2
(11)
secz=1/(cosz)
(12)
=2/(e^(iz)+e^(-iz))
(13)
tanz=(sinz)/(cosz)
(14)
=(e^(iz)-e^(-iz))/(i(e^(iz)+e^(-iz)))
(15)
cotz=1/(tanz)
(16)
=(i(e^(iz)+e^(-iz)))/(e^(iz)-e^(-iz))
(17)
=(i(1+e^(-2iz)))/(1-e^(-2iz)).
(18)

混合三角積/和公式為

sin(alpha+beta)sin(alpha-beta)=sin^2alpha-sin^2beta
(19)
=cos^2beta-cos^2alpha
(20)
cos(alpha+beta)cos(alpha-beta)=cos^2alpha-sin^2beta
(21)
=cos^2beta-sin^2alpha.
(22)

奧斯本規則給出了將三角恆等式轉換為雙曲函式的類似恆等式的處方。

對於虛數引數,

sin(iz)=isinhz
(23)
cos(iz)=coshz.
(24)

對於複數引數,

sin(x+iy)=sinxcoshy+icosxsinhy
(25)
cos(x+iy)=cosxcoshy-isinxsinhy.
(26)

對於複數引數 z=x+iy絕對平方

|sin(x+iy)|^2=sin^2x+sinh^2y
(27)
|cos(x+iy)|^2=cos^2x+sinh^2y.
(28)

複數模量也滿足以下奇特的恆等式

 |sin(x+iy)|=|sinx+sin(iy)|.
(29)

唯一滿足這種形式的恆等式的函式,

 |f(x+iy)|=|f(x)+f(iy)|
(30)

f(z)=Az, f(z)=Asin(bz), 和 f(z)=Asinh(bz) (Robinson 1957)。


另請參閱

餘割, 餘弦, 餘切, 倍角公式, 歐幾里得數, 半形公式, 反餘割, 反餘弦, 反餘切, 反正割, 反正弦, 反正切, 反三角函式, 多倍角公式, 奧斯本規則, 多邊形, 積化和差公式, 正割, 正弦, SOHCAHTOA, 正切, 三角加法公式, 三角學角, 三角函式, 三角函式冪公式, 三角級數公式, 單位圓, 和差化積公式 在 課堂中探索此主題

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參考文獻

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在 上被引用

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請引用為

Weisstein, Eric W. "三角學。" 來自 -- 資源。 https://mathworld.tw/Trigonometry.html

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