Калкулатор за тригонометрија

Додај на веб-страница Метаинформации

Закон за синуси, косинуси и тангенти

Закон за синуси, косинуси и тангенти

Тригонометријата е гранка од математиката посветена на триаголниците, која ви овозможува да ги пронајдете нивните непознати агли и лица од познати вредности. На пример, аголот долж должината на кракот и хипотенузата или должината на хипотенузата според познатиот агол и крак.

Постојат единствени функции за пресметки во тригонометријата: синус, косинус, тангента, котангента, секанта и косекантна. Тие често се користат во сродни науки и дисциплини, на пример, во астрономијата, геодезијата и архитектурата.

Тригонометрија околу нас

Тригонометријата е вклучена во наставната програма за општо образование и е еден од основните делови на математиката. Денес, со негова помош, тие наоѓаат географски координати, ги поставуваат маршрутите на бродовите, ги пресметуваат траекториите на небесните тела, составуваат програми и статистички извештаи. Овој математички дел е најбаран:

  • во астрономијата;
  • во географија;
  • во навигација;
  • во архитектурата;
  • во оптика;
  • во акустика;
  • во економија (за анализа на финансиските пазари);
  • во теоријата на веројатност;
  • во биологија и медицина;
  • во електроника и програмирање.

Денес дури и таквите навидум апстрактни гранки како фармакологијата, криптологијата, сеизмологијата, фонетиката и кристалографијата не можат без тригонометријата. Тригонометриските функции се користат во компјутерската томографија и ултразвукот, за да се опишат светлосните и звучните бранови, при изградбата на згради и објекти.

Историја на тригонометријата

Првите тригонометриски табели биле користени во неговите дела од античкиот грчки научник Хипарх од Никеја во 180-125 п.н.е. Тогаш тие беа чисто применети во природата и се користеа само за астрономски пресметки. Немаше тригонометриски функции (синус, косинус и така натаму) во табелите на Хипарх, но имаше поделба на кругот на 360 степени и мерење на неговите лаци со помош на акорди. На пример, современиот синус тогаш беше познат како „половина акорд“, на кој беше повлечен нормален од центарот на кругот.

Во 100 година од нашата ера, античкиот грчки математичар Менелај од Александрија, во својата тритомна „Сфера“ (Sphaericorum), претстави неколку теореми кои денес можат целосно да се сметаат за „тригонометриски“. Првиот ја опиша конгруентноста на два сферични триаголници, вториот збирот на нивните агли (кој е секогаш поголем од 180 степени), а третиот правилото „шест величини“, попознато како теорема на Менелаус.

Приближно во исто време, од 90 до 160 година од нашата ера, астрономот Клавдиј Птоломеј го објавил најзначајниот тригонометриски трактат на антиката, Алмагест, кој се состои од 13 книги. Клучот за него беше теорема што го опишува односот на дијагоналите и спротивните страни на конвексен четириаголник впишан во круг. Според Птоломејовата теорема, производот на вториот е секогаш еднаков на збирот на производите на првиот. Врз основа на него, потоа беа развиени 4 формули за разлика за синус и косинус, како и формулата за полуагол α / 2.

Индиски студии

„Кордалната“ форма на опишување на тригонометриските функции, која се појавила во античка Грција пред нашата ера, била вообичаена во Европа и Азија до средниот век. И само во 16 век во Индија тие беа заменети со современите синус и косинус: со латинските ознаки sin и cos, соодветно. Токму во Индија беа развиени основните тригонометриски соодноси: sin²α + cos²α = 1, sinα = cos(90° − α), sin(α + β) = sinα ⋅ cosβ + cosα ⋅ sinβ и други.

Главната цел на тригонометријата во средновековна Индија била да се пронајдат ултра прецизни броеви, првенствено за астрономски истражувања. Ова може да се процени од научните трактати на Бхаскара и Аријабхата, вклучувајќи го и научното дело Сурија Сидданта. Индискиот астроном Нилаканта Сомајаџи за прв пат во историјата го разложил арктангенсот во низа со бесконечна моќност, а последователно синусот и косинусот биле распаднати во серии.

Во Европа, истите резултати дојдоа дури во следниот, XVII век. Сериите за грев и cos беа изведени од Исак Њутн во 1666 година, а за тангентата на лакот во 1671 година од Готфрид Вилхелм Лајбниц. Во 18 век, научниците се занимаваа со тригонометриски студии и во Европа и во земјите од Блискиот / Блискиот Исток. Откако муслиманските научни трудови беа преведени на латински и англиски јазик во 19 век, тие станаа сопственост на прво европската, а потоа и светската наука, што овозможи да се комбинираат и систематизираат сите знаења поврзани со тригонометријата.

Сумирајќи, можеме да кажеме дека денес тригонометријата е незаменлива дисциплина не само за природните науки, туку и за информатичката технологија. Таа одамна престана да биде применета гранка на математиката и се состои од неколку големи подсекции, вклучувајќи сферична тригонометрија и гониометрија. Првиот ги разгледува својствата на аглите помеѓу големите кругови на сферата, а вториот се занимава со методите за мерење на аглите и односот на тригонометриските функции едни со други.

Формули за синус, косинус и тангент

Формули за синус, косинус и тангент

Тригонометријата првенствено се однесува на наоѓање агли и рабови во правоаголни триаголници, како и во посложени, полиедарски форми. Знаејќи две големини (агол и лице или две лица), речиси секогаш можете да ја најдете третата со помош на специјални тригонометриски функции и формули.

Тригонометриски функции

Во тригонометријата има само две директни функции: синус (sin) и косинус (cos). Првиот е еднаков на односот на спротивната нога со хипотенузата, а вториот е еднаков на соседната. Во двата случаи, мислиме на остриот агол на правоаголен триаголник, кој секогаш е помал од 90 степени. Во вишата математика, sin и cos може да се применат и на сложени и реални броеви.

Сите други тригонометриски функции се деривати на синус и косинус. Има само четири од нив:

  • Тангента (tg) - односот на спротивниот крак со соседниот - tgx = sinx / cosx.
  • Котангента (ctg) - односот на соседната нога со спротивната - ctgx = cosx / sinx.
  • Втора (сек) - односот на хипотенузата со соседната нога - secx = 1 / cosx.
  • Cosecant (cosec) - односот на хипотенузата со спротивната нога - cosecx = 1 / sinx.

Алтернативна нотација што се користи во земјите од англиско говорно подрачје е како што следува: тангента - тен, котангента - креветче, косекант - csc. Тие се наведени во научната литература, на инженерските калкулатори со копчиња, во електронските апликации.

Тригонометриски формули

Математичарите од европските и азиските земји ги истражуваат и подобруваат тригонометриските функции многу векови и идентификувале голем број шеми својствени за нив, како дополнување, одземање, множење и други математички операции. Денес, целиот основен курс на тригонометријата, кој е дел од училишната наставна програма, се заснова на ова, имено, способноста да се редуцираат и трансформираат функциите користејќи ги постоечките аксиоми и теореми.

Едноставни идентитети

Дури и во средновековна Индија, беа откриени наједноставните идентитети применливи за директните и изведените тригонометриски функции. Во нивната завршена (модерна) форма, тие изгледаат вака:

  • sin²α + cos²α = 1.
  • 1 + tg²α = сек²α.
  • 1 + ctg²α = cosec²α.
  • tgα ⋅ ctgα = 1.

Горенаведените формули важат за сите вредности на аргументот (α). Ако го воведеме ограничувањето дека α е поголемо од 0 и помало од π/2, листата на формули се зголемува неколку пати. Главните го вклучуваат следново:

  • sinα = √(1 − cos²α).
  • cosα = √(1 − sin²α).
  • tgα = sinα / √(1 − sin²α).
  • ctg = cosα / √(1 − cos²α).
  • сек = 1 / cosα.
  • cosec = 1 / sinα.

Постојат 5 валидни идентитети за секоја од 6-те функции (вкупно 30). Сите тие се наведени во табелата и може да се користат за решавање и поедноставување на тригонометриски равенки со една непозната (α).

Собирање и одземање

Сумовите и разликите на два агли (α и β) исто така имаат свои обрасци. Користејќи тригонометриски формули, тие можат да бидат претставени на следниов начин:

  • sin(α + β) = sinα ⋅ cosβ + sinβ ⋅ cosα.
  • cos(α + β) = cosα ⋅ cosβ + sinα ⋅ sinβ.
  • tg(α + β) = (tgα + tgβ) / (1 − tgα ⋅ tgβ).
  • ctg(α + β) = (ctgα ⋅ ctgβ − 1) / (ctgα + ctgβ).

Овие формули важат и за одземање. Ако знаците на десната страна на знакот за еднакво се менуваат, тогаш тие се менуваат и на левата страна. Во случај на тангента, таа ќе изгледа вака: tg(α − β) = (tgα − tgβ) / (1 + tgα ⋅ tgβ).

Множење

Тригонометриските функции на два агли (α и β) исто така може да се помножат заедно со помош на постоечките формули:

  • sinα ⋅ sinβ = (cos(α − β) − cos(α + β)) / 2.
  • sinα ⋅ cosβ = (sin(α - β) + sin(α + β)) / 2.
  • cosα ⋅ cosβ = (cos(α - β) + cos(α + β)) / 2.
  • tgα ⋅ tgβ = (cos(α − β) − cos(α + β)) / (cos(α − β) + cos(α + β)).
  • tgα ⋅ ctgβ = (sin(α - β) + sin(α + β)) / (sin(α + β) - sin(α - β)).
  • ctgα ⋅ ctgβ = (cos(α - β) + cos(α + β)) / (cos(α - β) − cos(α + β)).

Постојат и формули за подигање на тригонометриските функции до моќ, за универзална замена, за проширување во бесконечни производи, за добивање деривати и антидеривати. Должината на формулите може да варира од 2-3 до десетици знаци, користејќи интеграли, производи од полиноми, хиперболични функции. Тие не се лесни за пресметување дури и со едноставни вредности на α и β, а ако се сложени фракциони вредности со многу децимали, пресметките ќе бараат многу време и напор.

За да се поедностават пресметките на тригонометриските функции (и операциите со нив), денес се користат специјални онлајн калкулатори. Во нив се внесуваат нумерички вредности, по што програмата пресметува во дел од секундата. Користењето на такви апликации е уште поудобно од инженерските калкулатори и тие се достапни потполно бесплатно.