Извеждане
на някои тригонометрични формули
В този материал ще
представим едно извеждане на няколко тригонометрични формули с цел, не
по-лесното им запомняне, а разбиране на същността на тези отношения.
1.
cos(j1 - j2)
Да разгледаме два единични
вектора e1 и
e2 в равнината (X, Y),
които сключват ъгли с оста X, съответно равни на j1
и j2.
Тогава ъгълът между тях е j2
- j>1.
На фигура 1 са дадени декартовите координати на векторите, както
и ъглите между тях и абцисата. Понеже векторите са единични, то техните
координати в равнината (X, Y) са равни на 1.cos(j1)
и 1.sin(j1)
за първия вектор, и 1.cos(j2)
и 1.sin(j2)
за втория вектор.
Фигура 1. Декартовите
координати на два единични вектора.
Тяхното скаларно произведение
е равно на:
e1e2
= |e1| |e2|
cos(j1
- j2)
=
= e1x e2x + e1y
e2y =
= cosj1
cosj2
+ sinj1
sinj2
Тъй като големините
им |e1|
и |e2|
са равни на единица, то се получава съотношението:
cos(j1
- j2)
= cosj1cosj2
+ sinj1sinj2
(1)
2. cos(j1
+ j2) :
Понеже sin(x)
е нечетна функция, а cos(x)
- четна функция, при заместване на >j2
с
-j2
в
равенство (1) получаваме:
cos(j1
+ j2)
= cos[j1
- (-j2)]
=
= cos(j1)cos(-j2)
+ sin(j1)sin(-j2)
т.е.
cos(j1
+ j2)
= cosj1cosj2
- sinj1sinj2
(2)
3.
sin(j1
+ j2)
Използваме
равенство (2) и отношенията
cos(j
+ p/2)
= -sin(j)
и sin(j
+ p/2)
= cos(j):
sin(j1
+ j2)
= -cos[(j1
+ j2)
+ p/2]
=
= - cos[j1
+ (j2
+
p/2)]
=
= - cos(j1)cos(j2
+
p/2)
+ sin(j1)sin(j2
+
p/2)
=
= cos(j1)sin(j2)
+ sin(j1)cos(j2)
т.е.
sin(j1
+ j2)
= sinj1cosj2
+ sinj2cosj1
(3)
4. sin(j1
- j2):
Използваме
равенство (3) и факта, че sin(x)
е нечетна, а cos(x)
- четна функция, т.е. sin(-j)
= -sin(j)
и cos(-j)
= cos(j):
sin(j1
- j2)
= sin[j1
+ (-j2)]
=
= sinj1cos(-j2)
+ sin(-j2)cosj1
=
= sinj1cosj2
- sinj2cosj1
т.е.
sin(j1
- j2)
= sinj1cosj2
- sinj2cosj1
(4)
5. cosj1cosj2
Ако
съберем равенства (1) и (2) получаваме:
cos(j1
- j2)
+ cos(j1
+ j2)
=
[cosj1cosj2
+ sinj1sinj2]
+ [cosj1cosj2
- sinj/font>1
sinj2]
=
=
2cosj1cosj2
т.е.
cosj1cosj2
= [cos(j1
-
j2)
+ cos(j1
+ j2)]
/ 2 (5)
6. sinj1sinj2
Ако
извадим равенства (1) и (2) получаваме:
cos(j1
- j2)
- cos(j<1
+ j2)
=
=
[cosj1cosj2
+ sinj1sinj2]
- [cosj<1cosj2
- sinj/font>1
sinj2]
=
=
2 sinj1sinj2
т.е.
sinj1sinj2
= [cos(j1
-
j2)
- cos(j<1
+ j2)]
/ 2 (6)
sinj1cosj2
Ако
съберем равенства (3) и (4) получаваме:
Автор: Пламен
Пенчев, Ph.D.
[ това е статия
от брой 5 на списание "Коснос" www.kosnos.com]