قيم جبرية دقيقة لثوابت مثلثية

من testwiki
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث

قالب:شريط جانبي حساب المثلثات

تكون زوايا الحلول الأولية على شكل (cos , sin) في دائرة الوحدة هي مضاعفات 30 و 45 درجة.

التعبيرات الجبرية الدقيقة للقيم المثلثية مفيدة في بعض الأحيان، خاصةً لتبسيط الحلول إلى أشكال جذرية تسمح بمزيد من التبسيط.

جميع الأعداد المثلثية - الجيب أو جيب التمام من مضاعفات كسرية لـ 360° - هي أعداد جبرية (حلول المعادلات متعددة الحدود مع معاملات صحيحة)؛ زيادة على ذلك، يمكن التعبير عنها بدلالة جذور الأعداد المركبة؛ ولكن ليس كل هذه يمكن التعبير عنها بدلالة جذور حقيقية. عندما تكون كذلك، فهي قابلة للتعبير بشكل أكثر تحديدًا بدلالة الجذور التربيعية.

جميع قيم الجيب، وجيب التمام، وظلال الزوايا متزايدة بـ 3° يمكن تعبير عنها بدلالة الجذور التربيعية، باستخدام المتطابقات (متطابقة نصف الزاوية، ومتطابقة ضعف الزاوية، ومتطابقة إضافة/طرح الزاوية) وباستخدام القيم لـ 0° و 30° و 36° و 45° . بالنسبة لزاوية عدد صحيح بالدرجات التي ليست مضاعفة لـ 3° (قالب:كسر راديان)، لا يمكن التعبير عن قيم الجيب وجيب التمام والمماس بدلالة الجذور الحقيقية.

وفقًا لمبرهنة نيفن، فإن القيم الكسرية الوحيدة لدالة الجيب التي من أجلها تكون عمدتها (argument) عبارة عن عدد كسري من الدرجات هي: 0، و قالب:كسر، و 1، قالب:تعبير رياضي و قالب:تعبير رياضي.

وفقًا لمبرهنة باكر، إذا كانت قيمة الجيب أو جيب التمام أو الظل جبرية، فإن الزاوية تكون إما عددًا نسبيًّا من الدرجات أو عددًا متساميًا من الدرجات. وبعبارة أخرى، إذا كانت الزاوية عبارة عن عدد جبري من الدرجات، ولكنها غير كسرية، فإن جميع الدوال المثلثية لها قيم متسامية.

جدول بعض الزوايا الشائعة

عدة وحدات القياس زاوية تستخدم على نطاق واسع، بما في ذلك الدرجات، الراديات، والغراد:

1 دائرة كاملة (دورة) = 360 درجات = قالب:تعبير رياضي راديان = 400 غراد.

يعرض الجدول التالي التحويلات والقيم لبعض الزوايا الشائعة:

دورات درجات راديان غراد جيب جيب التمام ظل
0 0 0g 0 1 0
قالب:كسر 30° قالب:كسر قالب:كسر
قالب:كسر 45° قالب:كسر 50g 1
قالب:كسر 60° قالب:كسر قالب:كسر
قالب:كسر 90° قالب:كسر 100g 1 0
قالب:كسر 120° قالب:كسر
قالب:كسر 135° قالب:كسر 150g
−1
قالب:كسر 150° قالب:كسر قالب:كسر
قالب:كسر 180° قالب:Pi 200g 0
−1
0
قالب:كسر 210° قالب:كسر
قالب:كسر 225° قالب:كسر 250g 1
قالب:كسر 240° قالب:كسر
قالب:كسر 270° قالب:كسر 300g
−1
0
قالب:كسر 300° قالب:كسر قالب:كسر
قالب:كسر 315° قالب:كسر 350g
−1
قالب:كسر 330° قالب:كسر
1 360° 2قالب:Pi 400g 0 1 0

زوايا أخرى

الجدول المثلثية الدقيقة لمضاعفات 3 درجات.
sin0=0
cos0=1
tan0=0
cot0= غير معرف

قالب:تعبير رياضي: مئة وعشروني الأضلاع المنتظم (المضلع به 120 ضلع)

sin(π120)=sin(1.5)=(2+2)(15+31025)(22)(3065+5+1)16
cos(π120)=cos(1.5)=(2+2)(3065+5+1)+(22)(15+31025)16

قالب:تعبير رياضي: ست وتسعوني الاضلاع (مضلع ذو 96 ضلعًا)

sin(π96)=sin(1.875)=1222+2+2+3
cos(π96)=cos(1.875)=122+2+2+2+3

قالب:تعبير رياضي: المثمن المنتظم (مضلع به 80 ضلع)

sin(π80)=sin(2.25)=1222+2+5+52
cos(π80)=cos(2.25)=122+2+2+5+52

قالب:تعبير رياضي : أربع وستيني الأضلاع المنتظم (مضلع ذو جانبين)

sin(π64)=sin(2.8125)=1222+2+2+2
cos(π64)=cos(2.8125)=122+2+2+2+2

قالب:تعبير رياضي: ستيني الأضلاع المنتظم (مضلع به 60 ضلع)

sin(π60)=sin(3)=2(13)5+5+(102)(3+1)16
cos(π60)=cos(3)=2(1+3)5+5+(102)(31)16
tan(π60)=tan(3)=[(23)(3+5)2][21025]4
cot(π60)=cot(3)=[(2+3)(3+5)2][2+1025]4

قالب:تعبير رياضي: ثماني وأربعيني الأضلاع المنتظم (مضلع ذو 48 ضلعًا)

sin(π48)=sin(3.75)=1222+2+3
cos(π48)=cos(3.75)=122+2+2+3

قالب:تعبير رياضي: أربعيني الأضلاع المنتظم (مضلع ذو 40 ضلعًا)

sin(π40)=sin(4.5)=1222+5+52
cos(π40)=cos(4.5)=122+2+5+52

قالب:تعبير رياضي: إثنا وثلاثيني الأضلاع (مضلع ذو 32 ضلعًا)

sin(π32)=sin(5.625)=1222+2+2
cos(π32)=cos(5.625)=122+2+2+2

قالب:تعبير رياضي: ثلاثيني الأضلاع المنتظم (مضلع ذو 30 ضلعًا)

sinπ30=sin6=30180518
cosπ30=cos6=1020+3+158
tanπ30=tan6=1020+3152
cotπ30=cot6=27+15+50+24202

قالب:تعبير رياضي: أربع وعشريني الأضلاع المنتظم (مضلع ذو 24 ضلعًا)

sin(π24)=sin(7.5)=1222+3=1482622
cos(π24)=cos(7.5)=122+2+3=148+26+22
tan(π24)=tan(7.5)=63+22 =(21)(32)
cot(π24)=cot(7.5)=6+3+2+2 =(2+1)(3+2)

قالب:تعبير رياضي: عشروني الأضلاع المنتظم (مضلع ذو 20 ضلعًا)

sinπ20=sin9=1225+52
cosπ20=cos9=122+5+52
tanπ20=tan9=5+15+25
cotπ20=cot9=5+1+5+25

قالب:تعبير رياضي: ستة عشري الأضلاع المنتظم

sinπ16=sin11.25=1222+2
cosπ16=cos11.25=122+2+2
tanπ16=tan11.25=4+2221
cotπ16=cot11.25=4+22+2+1

قالب:تعبير رياضي: خمسة عشري الأضلاع المنتظم

sinπ15=sin12=18[2(5+5)+315]
cosπ15=cos12=18[6(5+5)+51]
tanπ15=tan12=12[33152(25115)]
cotπ15=cot12=12[15+3+2(5+5)]

قالب:تعبير رياضي: إثنا عشري الأضلاع المنتظم

sinπ12=sin15=14(62)=1223
cosπ12=cos15=14(6+2)=122+3
tanπ12=tan15=23
cotπ12=cot15=2+3

قالب:تعبير رياضي: عشري الأضلاع منتظم [١]

sinπ10=sin18=14(51)
cosπ10=cos18=142(5+5)
tanπ10=tan18=155(525)
cotπ10=cot18=5+25

قالب:تعبير رياضي: مجموع 9 درجة + 12 درجة

sin7π60=sin21=116(2(3+1)55(62)(1+5))
cos7π60=cos21=116(2(31)55+(6+2)(1+5))
tan7π60=tan21=14(2(2+3)(35))(22(5+5))
cot7π60=cot21=14(2(23)(35))(2+2(5+5))

قالب:تعبير رياضي: المثمن المنتظم

sinπ8=sin22.5=1222,
cosπ8=cos22.5=122+2
tanπ8=tan22.5=21
cotπ8=cot22.5=2+1=δS

حيث δS هو العدد الفضي.

قالب:تعبير رياضي: مجموع 12 درجة + 12 درجة

sin2π15=sin24=18[15+32(55)]
cos2π15=cos24=18(6(55)+5+1)
tan2π15=tan24=12[50+2253315]
cot2π15=cot24=12[153+2(55)]

قالب:تعبير رياضي: مجموع 12 درجة + 15 درجة

sin3π20=sin27=18[25+52(51)]
cos3π20=cos27=18[25+5+2(51)]
tan3π20=tan27=51525
cot3π20=cot27=51+525

قالب:تعبير رياضي: المسدس المنتظم

sinπ6=sin30=12
cosπ6=cos30=32
tanπ6=tan30=33=13
cotπ6=cot30=3

قالب:تعبير رياضي: مجموع 15 درجة + 18 درجة

sin11π60=sin33=116[2(31)5+5+2(1+3)(51)]
cos11π60=cos33=116[2(3+1)5+5+2(13)(51)]
tan11π60=tan33=14[2(23)(3+5)][2+2(55)]
cot11π60=cot33=14[2(2+3)(3+5)][22(55)]

قالب:تعبير رياضي: الخماسي المنتظم

[١]
sinπ5=sin36=141025
cosπ5=cos36=5+14=φ2,

حيث قالب:تعبير رياضي هي النسبة الذهبية؛

tanπ5=tan36=525
cotπ5=cot36=1525+105

قالب:تعبير رياضي: مجموع 18 درجة + 21 درجة

sin13π60=sin39=116[2(13)55+2(3+1)(5+1)]
cos13π60=cos39=116[2(1+3)55+2(31)(5+1)]
tan13π60=tan39=14[(23)(35)2][22(5+5)]
cot13π60=cot39=14[(2+3)(35)2][2+2(5+5)]

قالب:تعبير رياضي: مجموع 21 درجة + 21 درجة

sin7π30=sin42=30+1805+18
cos7π30=cos42=153+10+208
tan7π30=tan42=15+310+202
cot7π30=cot42=502420+27152
sinπ4=sin45=22=12
cosπ4=cos45=22=12
tanπ4=tan45=1
cotπ4=cot45=1

قالب:تعبير رياضي: مجموع 27 درجة + 27 درجة

sin3π10=sin54=5+14
cos3π10=cos54=10254
tan3π10=tan54=25+1055
cot3π10=cot54=520

قالب:تعبير رياضي: مثلث متساوي الأضلاع

sinπ3=sin60=32
cosπ3=cos60=12
tanπ3=tan60=3
cotπ3=cot60=33=13

قالب:تعبير رياضي: مجموع 7.5 درجة + 60 درجة

sin3π8=sin67.5=122+2
cos3π8=cos67.5=1222
tan3π8=tan67.5=2+1
cot3π8=cot67.5=21

قالب:تعبير رياضي: مجموع 36 درجة + 36 درجة

sin2π5=sin72=142(5+5)
cos2π5=cos72=14(51)
tan2π5=tan72=5+25
cot2π5=cot72=155(525)

قالب:تعبير رياضي: مجموع 30 درجة + 45 درجة

sin5π12=sin75=14(6+2)
cos5π12=cos75=14(62)
tan5π12=tan75=2+3
cot5π12=cot75=23
sinπ2=sin90=1
cosπ2=cos90=0
tanπ2=tan90= غير معرف
cotπ2=cot90=0

قائمة الثوابت المثلثية لـ قالب:كسر

بالنسبة إلى الجذور التكعيبية للأعداد غير الحقيقية التي تظهر في هذا الجدول، يجب أخذ القيمة الأساسية، وهذا يعني أن الجذر التكعيبي يحتوي على أكبر جزء حقيقي؛ هذا الجزء الأكبر الحقيقي هو دائما موجب. لذلك، فإن مجموع الجذور التكعيبية التي تظهر في الجدول كلها أعداد حقيقية موجبة.

nsin(2πn)cos(2πn)tan(2πn)101020103123123410±514(10+25)14(51)5+25612312371213(77+21323721323)16(1+7+21323+721323)812212219i2(13231+323)12(1+323+1323)1014(1025)14(5+1)52511121212313313141243(11214336+554906419331433655490641933)1243(80+14336+55490641933+1433655490641933)11214336+55490641933143365549064193380+14336+55490641933+14336554906419331518(15+31025)18(1+5+3065)12(3315+50+225)1612(22)12(2+2)2117116(1+17+34217+217+31734217234+217)18i4(44334+433)14(4+433+4433)192014(51)14(10+25)15(25105)2122232414(62)14(6+2)23

ملاحظات

استخدامات الثوابت

كمثال على استخدام هذه الثوابت، نعتبر حجم قالب:وإو، حيث a هو طول إحدى أحرفه:

V=5a3cos36tan236

باستخدام: cos36=5+14

tan36=525

يمكن تبسيط هذا إلى:

V=a3(15+75)4

اشتقاق القيم من المثلثات

مضلع منتظم (ذو n ضلعًا) ومثلثه القائم الأساسي. الزوايا: a = قالب:كسر و قالب:يسار إلى يمين

يعتمد اشتقاق القيم الدقيقة للجيب وجيب التمام والظل على إنشاء المثلثات القائمة.

هنا تستخدم المثلثات القائمة التي أنشئت من قِطَع التناظر للمضلعات العادية لحساب النسب المثلثية الأساسية.  يمثل كل مثلث قائم ثلاث نقاط في مضلع عادي: الرأس، مركز الحافة الحاوية لهذا الرأس، ومركز المضلع. يمكن تقسيم مضلع ذو n ضلعًا إلى 2n مثلثات قائمة ذات زوايا قالب:كسر، و قالب:يسار إلى يمين، و قالب:يسار إلى يمين ، من أجل قالب:يسار إلى يمين.

قابلية إنشاء المضلعات ذات 3 و 4 و 5 و 15 ضلعًا هي الأساس، كما تسمح منصفات الزوايا باشتقاق مضاعفات تلك أعداد الأضلاع في اثنين أيضًا.

هناك أيضًا مضلعات منتظمة أخرى قابلة للإنشاء: قالب:يسار إلى يمين

انظر أيضا

المراجع

قالب:مراجع

روابط خارجية

قالب:شريط بوابات