قائمة المطابقات المثلثية

في الرياضيات، المتطابقات المثلثية أو المطابقات المثلثية أو المعادلات المثلثية هي مجموعة من المساواة تتألف من دوال مثلثية. وتعتبر المتطابقات مفيدة جدًا في تبسيط أو التحويل بين الدوال الرياضية. كما أن لها دورا كبيرا في حل المعادلات الرياضية خاصة في معكوس الدالة (كصيغة كاردان) والتكامل (كتكامل مربع جيب تمام الزاوية).

الجيوب وجيوب التمام حول دائرة الوحدة

هي نوع من المعادلات التي تحتوي على قيم الدوال المثلثية (جا، جتا، ظا) أو مقلوباتها بحيث تكون إحدى زوايا المعادلة مجهولة ويحل هذا النوع من المعادلات كباقي المعادلات الجبرية العادية وبطرق التحليل المعروفة.[1]

ملاحظات

  • لتجنب الالتباس حول (sin−1(x ومثيلاتها هل هي مقاليب أم معاكيس، سيتم استخدام (csc(x ومثيلاتها للمقاليب و(arcsin(x ومثيلاتها للمعكوسات وهكذا.
الدالة الدالة العكسية المقلوب معكوس المقلوب
جيب الزاوية sin قوس جيب الزاوية arcsin قاطع تمام الزاوية csc قوس قاطع تمام الزاوية arccsc
جيب تمام الزاوية cos قوس جيب تمام الزاوية arccos قاطع الزاوية sec قوس قاطع الزاوية arcsec
ظل الزاوية tan قوس ظل الزاوية arctan ظل تمام الزاوية cot قوس ظل تمام الزاوية arccot

الجدول التالي يبين بعض وحدات الزوايا والتحويل بينها

الدرجات 30 45 60 90 120 180 270 360
الراديان
غراد 33 ⅓ 50 66 ⅔ 100 133 ⅓ 200 300 400

علاقات أساسية

متطابقة فيثاغورس المثلثية
متطابقة النسبة
كل دالة مثلثية بدلالة مثيلاتها الخمس الأخرى.
الدالة

التطابق، الإزاحة، والدورية

من دائرة الوحدة يمكن الحصول على المتطابقات التالية..

التطابق

تنجم عن عملية عكس الزوايا انعكاسات في المتطابقات المثلثية كما في الجدول التالي.

انعكاس في انعكاس في
(متطابقة مساعدة)
انعكاس في

الإزاحة والدورية

θ مزاحة بمقدار π/2 θ مزاحة بمقدار π θ مزاحة بمقدار 2π

متطابقات مجموع وفرق الزوايا

الجيب
جيب التمام
الظل
قوس الجيب
قوس جيب التمام
قوس الظل

شكل المصفوفة

جيوب وجيوب التمام لمجاميع حدود لانهائية

ظلال مجاميع حدود محدودة

مثال:

وهكذا

قواطع مجاميع حدود محدودة

مثلا,

صيغ الزوايا المتعددة

Tn هو متعدد الحدود لشيبيشيف من الدرجة n   
صيغة دي موافر، هي وحدة تخيلية     

صيغ أضعاف وثلاثيات وأنصاف الزوايا

أنظر أيضا: صيغة فايرشتراس [الإنجليزية]

صيغ ضعف زاوية

صيغ ثلاثة أضعاف زاوية

صيغ نصف زاوية

حيث و هي دالة الجزء الصحيح.

[2][3]

أيضا:

جيوب، جيوب التمام، وظلال زوايا متعددة

ظل المتوسط

جداء Viète اللانهائي

حيث تشير sinc إلى دالة الجيب الجوهري وهي تكافئ

صيغ اختصار الأس

جيب جيب التمام أخرى
جيب التمام جيب
إذا كان n فردي
إذا كان n زوجي

متطابقات تحويل المجموع إلى الجداء والعكس

من الجداء إلى المجموع
من المجموع/الفرق إلى الجداء

متطابقات أخرى ذات صلة

إذا كانت تساوي نصف دائرة، فإن:
و

مبرهنة بطليموس

إذا كانت تساوي نصف دائرة، فإن:

مركبات خطية

حيث:

أو:

حيث:

و:

مجاميع أخرى للدوال المثلثية

تحويلات كسرية خطية معينة

وبالمثل:

وعليه:

الدوال المثلثية العكسية

مركبات الدوال المثلثية ومعكوساتها

علاقة بالأس المركب

(صيغة أويلر),

حيث .

صيغ الجداء اللانهائي

المتطابقات الخالية من المتغيرات

حساب π

بعض قيم الجيب وجيب التمام مفيدة لتقوية الذاكرة

قيم أخرى شيقة

بـالنسبة الذهبية φ:

التفاضل والتكامل

في حساب التفاضل والتكامل، تتطلب العلاقات المذكورة أدناه قياس الزوايا بالتقدير الدائري (راديان)؛ ستصبح العلاقات أكثر تعقيدًا إذا تم قياس الزوايا بوحدة أخرى مثل الدرجات. إذا كانت الدوال المثلثية معرفة بدلالة الهندسة، إلى جانب تعريفات طول القوس والمساحة ، يمكن إيجاد مشتقاتها من خلال التحقق من نهايتين. الأولى هي:

محققة باستخدام دائرة الوحدة ومبرهنة الساندويتش. النهاية الثانية هي:

محققة باستخدام هذه المتطابقة tan x/2 = 1 − cos x/sin x. بعد تحديد هتين النهايتين، يمكن للمرء استخدام تعريف النهاية للمشتقات ومبرهنات الجمع لإظهار أن (sin x)′ = cos x و (cos x)′ = −sin x. إذا كانت دالتي الجيب وجيب التمام معرفة بمتسلسلة تايلور الخاصة بهم، فيمكن إيجاد المشتقات عن طريق اشتقاق متسلسلة القوى حدًا بحد.

يمكن اشتقاق باقي الدوال المثلثية باستخدام المتطابقات أعلاه وقواعد التفاضل:

يمكن إيجاد المتطابقات التكاملية في قائمة تكاملات الدوال المثلثية. بعض الأشكال العامة مسرودة أدناه:

تعاريف أسية

الدالة الدالة المعكوسة

متفرقات

نواة ديراك

تعويض بظل نصف الزاوية

إذا وضعنا  :

انظر أيضًا

مراجع

  1. ملخصات ايزي شوم
  2. Abramowitz and Stegun, p. 72, 4.3.20–22
  3. إيريك ويستاين، Half-Angle Formulas، ماثوورلد Mathworld (باللغة الإنكليزية).
  • بوابة رياضيات
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.