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三角學角度 -- Pi/11


對於 npi/11 的三角函式,當 n 為整數時,不能用實有理數的和、積和有限次開方來表示,因為 11 不是費馬素數。這也意味著正十一邊形不是可作圖多邊形。

然而,涉及複數根的精確表示式仍然可以使用多倍角公式推匯出來

 sin(nalpha)=(-1)^((n-1)/2)T_n(sinalpha),
(1)

其中 T_n(x) 是第一類切比雪夫多項式。代入 n=11 得到

 sin(11alpha)=sinalpha(11-220sin^2alpha+1232sin^4alpha 
 -2816sin^6alpha+2816sin^8-1024sin^(10)alpha).
(2)

alpha=pi/11x=sin^2alpha 則得到

 sinpi=0=11-220x+1232x^2-2816x^3+2816x^4-1024x^5.
(3)

但是這個五次方程有一個迴圈伽羅瓦群,因此 x,以及 sin(pi/11),可以用根式(複數的根式)表示。顯式表示式非常複雜,但可以使用 Wolfram 語言生成,透過Developer`TrigToRadicals[Sin[Pi/11]].

... 的三角函式可以顯式地表示為多項式的根

cos(pi/(11))=(32x^5-16x^4-32x^3+12x^2+6x-1)_5
(4)
cot(pi/(11))=(11x^(10)-165x^8+462x^6-330x^4+55x^2-1)_(10)
(5)
csc(pi/(11))=(11x^(10)-220x^8+1232x^6-2816x^4+2816x^2-1024)_(10)
(6)
sec(pi/(11))=(x^5-6x^4-12x^3+32x^2+16x-32)_3
(7)
sin(pi/(11))=(1024x^(10)-2816x^8+2816x^6-1232x^4+220x^2-11)_6
(8)
tan(pi/(11))=(x^(10)-55x^8+330x^6-462x^4+165x^2-11)_6.
(9)

從牛頓-吉拉德公式之一,

sin(pi/(11))sin((2pi)/(11))sin((3pi)/(11))sin((4pi)/(11))sin((5pi)/(11))=sqrt((11)/(1024))=(sqrt(11))/(32)
(10)
cos(pi/(11))cos((2pi)/(11))cos((3pi)/(11))cos((4pi)/(11))cos((5pi)/(11))=1/(32)
(11)
tan(pi/(11))tan((2pi)/(11))tan((3pi)/(11))tan((4pi)/(11))tan((5pi)/(11))=sqrt(11).
(12)

... 的三角函式也服從以下恆等式

 tan((3pi)/(11))+4sin((2pi)/(11))=sqrt(11).
(13)

參見

正十一邊形, 三角學角度, 三角學

使用 探索

參考文獻

Beyer, W. H. "三角學." CRC 標準數學手冊,第 28 版。博卡拉頓,佛羅里達州:CRC Press, 1987。

引用為

Weisstein, Eric W. "三角學角度 -- Pi/11." 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/TrigonometryAnglesPi11.html

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