Тригонометрик функциялар

Википедия — ирекле энциклопедия мәғлүмәте
Перейти к навигации Перейти к поиску
Тригонометрик функциялар
Эшмәкәрлек төрө Тригонометрия
Ҡапма-ҡаршыһы Кире тригонометрик функциялар
Commons-logo.svg Тригонометрик функциялар Викимилектә
Рис. 1
Тригонометрик функциялар графигы:      синустың      косинустың      тангенстың      котангенстың     секанстың      косеканстың

Тригонометри́к фу́нкцияларэлементар функциялар, улар тарихи рәүештә тура мөйөшлө өсмөйөштәрҙе ҡарағанда барлыҡҡа килгәндәр һәм был өсмөйөштәрҙең яҡтары оҙонлоғоноң гипотенуза эргәһендәге ҡыҫынҡы мөйөштәренә бәйлелеген күрһәтәләр (йәки, шуға тиң мәғәнәлә, түңәрәктә хордаларҙың һәм бейеклектәрҙең дуғаның үҙәк мөйөшөнә бәйлелеге. Был функциялар фәндең төрлө өлкәләрендә бик киң ҡулланыу таптылар. Артабан тригонометрик функцяларҙың билдәләмәләре киңәйтелә, хәҙер уларҙың аргументы булып теләһә ниндәй ысын һан йәки хатта комплекслы һан торорға мөмкин. Тригонометрик функцияларҙың үҙсәнлектәрен өйрәнеүсе фән тригонометрия тип атала.

Тригонометрик функцияларға инәләр:

тура тригонометрик функциялар
  • синус ()
  • косинус ()
тригонометрик функцияларҙың сығарылмалары
  • тангенс ()
  • котангенс ()
башҡа тригонометрик функциялар
  • секанс ()
  • косеканс ()

Инглиз һәм америка әҙәбиәтендә тангенс, котангенс һәм косеканс тип тамғалана. Икенсе бөтә донъя .һуғышына тиклем Германияла һәм Францияла был функциялар беҙҙәге кеүек тамғаландылар[1], ләкин аҙаҡ был илдәр инглиз-америка стандартына күстеләр.

Был алты функциянан тыш һирәк ҡулланылған тригонометрик функциялар бар (версинус һ.б.), шулай уҡ кире тригонометрик функциялар (арксинус, арккосинус һ.б.), улар айырым мәҡәләләрҙә ҡарала. Ысын аргументтың синусы һәм косинусы периодлы, өҙлөкһөҙ һәм сикһеҙ дифференциалланыусы, ҡиммәттәре ысын һандар булған функциялар. Ҡалған дүрт функция ысын һандар күмәклегендә шулай уҡ периодлы, билдәләнеү өлкәһендә сикһеҙ дифференциалланыусы,ҡиммәттәре ысын һандар булған функциялар, ләкин өҙлөкһөҙ түгелдәр. Тангенс һәм секанстың нөктәләрендә, ә котангенс һәм косеканстың — .
нөктәләрендә икенсе төрҙәге өҙөктәре бар. Тригонометрик функцияларҙың графиктары 1-се һүрәттә күрһәтелгән.

Йөкмәткеһе

Билдәләнеү ысулдары[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Геометрик билдәләмә[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Рис. 2
Тригонометрик функцияларҙың билдәләмәһе
Рис. 3
Радиусы бергә тигеҙ булған тригонометрик әйләнәлә мөйөшөнөң тригонометрик функцияларының һан ҡиммәттәре

Ғәҙәттә тригонометрик функциялар геометрик билдәләнәләр[2]. Яҫылыҡта декарт координаталар системаһы бирелһен, ти. Радиусы һәм үҙәге координаталар башында булған әйләнә төҙөлгән ти. Һәр мөйөштө абсциссалар күсәренең ыңғай йүнәлешенән ниндәйҙер нурына тиклемге боролош итеп ҡарарға була, шуның менән бергә сәғәт уғы йүнәлешенә ҡаршы йүнәлеш ыңғай тип һанала, ә сәғәт уғы ыңғайына — тиҫкәре. нөктәһенең абсциссаһын тип, ординатаһын тип тамғалайҙар (см. рисунок 2).

  • Синус тип сағыштырмаһы атала
  • Косинус тип сағыштырмаһы атала
  • Тангенс тип билдәләнә
  • Котангенс тип билдәләнә
  • Секанс тип билдәләнә
  • Косеканс тип билдәләнә

Тригонометрик функцияларҙың ҡиммәттәре әйләнәнең радиусына бәйле түгел икәне оҡшаш фигураларҙың үҙсәнлегенән асыҡ күренә. Йыш ҡына был радиусты берәмек киҫек оҙонлоғона тигеҙ итеп ҡабул итәләр, ул саҡта синус ординатаһына, ә косинус — абсциссаһына тигеҙ була. 3-сө һүрәттә берәмек әйләнә өсөн тригонометрик функцияларҙың дәүмәлдәре күрһәтелгән.

Әгәр ысын һан булһа, ул саҡта математик анализда -ның синусы тип радиан үлсәме -ға тигеҙ булған мөйөштөң синусы атала, башҡа тригонометрик функциялар өсөн шулай уҡ.

Ҡыҫынҡы мөйөштәр өсөн тригонометрик функцияларҙың билдәләмәһе[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Рис. 4
Ҡыҫынҡы мөйөштөң тригонометрик функциялары

Геометрияның мәктәп курсында ҡыҫынҡы мөйөштөң тригонометрик функциялары тура мөйөшлө өсмөйөштөң яҡтарының сағыштырмаһы булараҡ билдәләнә. [3]. Пусть OAB — прямоугольный треугольник с острым углом α. Шулай итеп:

  • мөйөшөнөң синусы тип сағыштырмаһы атала (ҡаршы ятыусы катеттың гипотенузаға сағыштырмаһы).
  • мөйөшөнөң косинусы тип сағыштырмаһы атала (теркәлгән катеттың гипотенузаға сағыштырмаһы).
  • ом угла мөйөшөнөң тангенсы тип сағыштырмаһы атала (ҡаршы ятыусы катеттың теркәлгән катетҡа сағыштырмаһы).
  • мөйөшөнөң котангенсы тип сағыштырмаһы атала (теркәлгән катеттың ҡаршы ятыусы катетҡа сағыштырмаһы).
  • мөйөшөнөң секансы тип сағыштырмаһы атала (гипотенузаның теркәлгән катетҡа сағыштырмаһы).
  • мөйөшөнөң косекансы тип сағыштырмаһы атала (гипотенузаның ҡаршы ятыусы катетҡа сағыштырмаһы).

Башы нөктәһендә булған, абсциссалар күсәре буйлап йүнәлгән координаталар системаһы төҙөп һәм кәрәк булғанда, өсмөйөш координаталар системаһының беренсе сирегендә ятырлыҡ итеп, уның йүнәлешен үҙгәртеп (бороп), һәм аҙаҡ радиусы гипотенузаға тигеҙ булған әйләнә төҙөп, функцияларҙың был билдәләмәләре бынан алдағы кеүек үк һөҙөмтәгә килтереүен күрергә була.

Был билдәләмә бер ни тиклем методик өҫтөнлөккә эйә, сөнки координаталар системаһы индереүҙе талап итмәй, ләкин шулай уҡ ҙур етешһеҙлеге бар, сөнки йәйенке мөйөшлө өсмөйөштәр тураһында элементар мәсьәләләрҙе сисеү өсөн дә белергә кәрәк булған хатта йәйенке мөйөштәр өсөн дә тригонометрик функцияларға билдәләмә биреп булмай. (ҡара: Теорема синусов, Теорема косинусов).

Тригонометрик функциялар синус, косинус, секанс һәм косеканс , тангенс һәм котангенс .
периоды менән периодлы функциялар. Теләһә ниндәй мөйөштөң тригонометрик функцияларын, уларҙың периодлы булыуын һәм килтереү формулаларын ҡулланып, ҡыҫынҡы мөйөштөң тригонометрик функцияларына ҡайтарып ҡалдырып була. Был, мәҫәлән, таблицалар буйынса тригонометрик функцияларҙың ҡиммәттәрен табыу өсөн кәрәк, сөнки таблицаларҙа ғәҙәттә тик ҡыҫынҡы мөйөштәр өсөн генә ҡиммәттәр бирелә.

Математик анализда функцияларҙы тикшереү[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Тригонометрик функцияларҙың дифференциаль тигеҙләмәләрҙең сығарылышы булараҡ билдәләмәһе[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Косинус һәм синус функцияларына, косинус өсөн һәм синус өсөн өҫтәмә шарттар менән,

дифференциаль тигеҙләмәһенең йоп (косинус) һәм таҡ (синус) сығарылышы булараҡ, йәғни икенсе сығарылмалары минус тамғаһы менән алынған функцияның үҙенә тигеҙ булған, бер үҙгәреүсәнле функция булараҡ, билдәләмә бирергә була:

Тригонометрик функцияларға функциональ тигеҙләмәләрҙең сығарылышы булараҡ билдәләмә биреү[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Косинус һәм синус функцияларына (ярашлы рәүештә һәм ) [4]

булғанда, һәм өҫтәлмә шарттары менән,

түбәндәге функциональ тигеҙләмәләр системаһының сығарылышы булараҡ билдәләмә бирергә була:

Тригонометрик функцияларҙың рәттәр аша билдәләмәһе[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Геометрияны һәм сикләмәләрҙең үҙсәнлектәрен файҙаланып, синустың сығарылмаһы косинусҡа тигеҙ һәм косинустың сығарылмаһы минус синусҡа тигеҙ булыуын иҫбат итергә мөмкин. Ул саҡта Тейлор рәте теорияһын ҡулланырға һәм синус менән косинусты дәрәжәле рәттәр рәүешендә күрһәтергә мөмкин:

Ошо формулаларҙы, шулай уҡ һәм тигеҙлектәрен ҡулланып, башҡа тригонометрик функцияларҙың да рәттәргә тарҡалмаһын табырға мөмкин:

бында

Бернулли һандары,
Эйлер һандары.

Сикһеҙ ҡабатландыҡтарға тарҡатыу[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Тригонометрик функциялар күпбыуындарҙың сикһеҙ ҡабатландығы рәүешендә лә күрһәтелергә мөмкин.

Был бәйләнештәр -тың теләһә ниндәй ҡиммәттәрендә лә дөрөҫ.

Сынйырлы кәсерҙәр[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Сығарылмалар һәм алынмалар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Бөтә тригонометрик функциялар ҙа бөтә билдәләнеү өлкәһендә өҙлөкһөҙ һәм сикһеҙ дифференциалланыусы:

Тригонометрик функцияларҙың интегралдары билдәләнеү өлкәһендә түбәндәгесә элементар функциялар аша күрһәтеләләр[5]:

Ҡайһы бер мөйөштәр өсөн тригонометрик функцияларҙың ҡиммәттәре[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Ҡайһы бер мөйөштәр өсөн синустың, косинус, тангенс, котангенс, секанс һәм косеканстың ҡиммәттәре таблицала килтерелгән. («∞» тамғаһы, функцияның был нөктәлә билдәләнмәгәнлеген, ә уның эргә тирәһендә сикһеҙлеккә ынтылыуын аңлата).

Әйләнәлә косинус һәм синустың ҡиммәттәре.

Стандарт булмаған мөйөштәрҙең тригонометрик функциялары ҡиммәттәре[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]



Тригонометрик функцияларҙың үҙсәнлектәре[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Иң ябай тождестволар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Синус һәм косинус ярашлы рәүештә берәмек әйләнәлә α мөйөшөнә ярашлы нөктәнең ординатаһы һәм абсциссаһы булғанлыҡтан, берәмек әйләнәнең тигеҙләмәһе йәки Пифагор теоремаһына ярашлы, табабыҙ:

Был бәйләнеш төп тригонометрик тождество тип атала.

Был тигеҙләмәне ярашлы рәүештә косинус һәм синусатың квадратына бүлеп артабан табабыҙ:

Өҙлөкһөҙлөк[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Синус һәм косинус — өҙлөкһөҙ функциялар. Тангенс һәм секанстың ; котангенс һәм косеканстың — өҙөлөү нөктәләре бар.

Йоплоҡ[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Косинус һәм секанс — йоп функциялар. Ҡалған дүрт функция — таҡ функциялар, йәғни:

Периодлылыҡ[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

— функциялары периоды менән периодлы функциялар, и функциялары — периоды менән.

Килтереү формулалары[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Килтереү формулалары тип түбәндәге күренештәге формулалар аталалар:

Бында —теләһә ниндәй тригонометрик функция, — уға ярашлы кофункция (йәғни косинус өсөн синус, синус өсөн косинус, тангенс өсөн котангенс, котангенс өсөн тангенс, секанс өсөн косеканс һәм косеканс өсөн секанс), nбөтөн һан. Килеп сыҡҡан функция алдына, α ҡыҫынҡы мөйөш тип иҫәпләгәндә, бирелгән координаталар сирегендә тәүге функцияның тамғаһы ниндәй булһа, шул тамғаны ҡуябыҙ, мәҫәлән:

йәки шул уҡ

Ҡайһы бер килтереү формулалары:

Ҡушыу формулалары[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Ике мөйөштөң суммаһы һәм айырмаһының тригонометрик функциялары ҡиммәттәре:

Өс мөйөштөң суммаһы өсөн оҡшаш формулалар:

Тапҡыр мөйөштәр өсөн формулалар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Икеләтелгән мөйөш формулалары:

Өсләтелгән мөйөш формулалары:

Тапҡыр мөйөштәр өсөн башҡа формулалар:

Гамма-функция өсөн Гаусс формулаһынан һәм тултырыу формулаһынан килеп сыға.

Муавр формулаһынан тапҡыр мөйөштәр өсөн түбәндәге дөйөм аңлатмаларҙы алырға мөмкин:

бында һанының бөтөн өлөшө, биномиаль коэффициент.

Ярты мөйөш формулалары:

Ҡабатландыҡтар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Ике мөйөш функцияларының ҡабатландығы өсөн формулалар:

Өс мөйөштөң синустары һәм косинустары ҡабатландыҡтары өсөн оҡшаш формулалар:

Өс мөйөштөң тангенстары һәм котангенстары ҡабатландыҡтары өсөн формулаларҙы, юғарыла килтерелгән ярашлы тигеҙлектәрҙең уң һәм һул яҡтарын бүлеп табырға мөмкин.

Дәрәжәләр[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

тигеҙлегенең иллюстрацияһы

Суммалар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Ошондай күренеш бар:

бында мөйөшө түбәндәге бәйләнештән табыла:

Универсаль тригонометрик подстановка[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Бөтә тригонометрик функцияларҙы мөйөш яртыһының тангенсы аша күрһәтеп була.

Комплекснлы аргументтың тригонометрик функциялары[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Билдәләмә[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Эйлер формулаһы:

комплекслы аргументтың тригонометрик функцияларына экспонента аша (йәки рәттәр ярҙамында) уларҙың ысын аналогтарының аналитик дауамы булараҡ билдәләмә бирергә мөмкинлек бирә:

где

Ярашлы рәүештә, ысын x өсөн,

Комплекслы синус һәм косинус гиперболик функциялар менән тығыҙ бәйләнгән:

Юғарыла һынап кителгән тригонометрик функциялар үҙсәнлектәренең күпселеге комплекслы осраҡта ла һаҡланалар. Ҡайһы бер өҫтәлмә үҙсәнлектәр:

  • комплекслы синус һәм косинус, ысын аргументлыларҙан айырмалы рәүештә, модуле буйынса теләһә ниндәй ҙур ҡиммәттәр ҡабул итә алалар;
  • комплекслы синус һәм косинустың бөтә нулдәре ысын күсәрҙә яталар.

Комплекслы графиктар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Түбәндәге графиктарҙа комплекслы яҫылыҡ һүрәтләнгән, ә функцияларҙың ҡиммәттәре төҫ менән айырып күрһәтелгән. Асыҡлыҡ абсолют ҡиммәтте сағылдыра (ҡара — ноль). Төҫ аргументтан һәм мөйөштән картаға ярашлы үҙгәрә.

Комплекслы яҫылыҡта тригонометрик функциялар
Complex sin.jpg
Complex cos.jpg
Complex tan.jpg
Complex Cot.jpg
Complex Sec.jpg
Complex Csc.jpg

Атамалар тарихы[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Синус һыҙығы (2-се һүрәттә AB һыҙығы) һинд математиктарында башта «арха-джива» («ярым ян», йәғни бирелгән дуға хордаһының яртыһы, сөнки дуға менән хорда керешле янды хәтерләтә) тип аталған. Аҙаҡ «арха» һүҙе алып ташлана һәм синус һыҙығын «джива» тип кенә атай башлайҙар. Ғәрәп математиктары, һинд китаптарын санскриттан тәржемәләп, «джива» һүҙен ғәрәптәрҙең кереш һәм хорданы аңлатҡан «ватар» һүҙенә тәржемәләмәгәндәр, ә уны ғәрәп хәрефтәре менән транскрипциялайҙар һәм синус һыҙығын «джиба» (جيب‎) тип атайҙар. Ғәрәп телендә ҡыҫҡа һуҙынҡылар тамғаланмайҙар, ә «джиба» һүҙендә оҙон «и» ярымһуҙынҡы «й» кеүек тамғалана, ғәрәптәр синус һыҙығының атамаһын «джайб» тип әйтә башлайҙар, ул һүҙмә-һүҙ «соҡор», «ҡыуышлыҡ» тигәнде аңлата. Ғәрәп яҙмаларын Европа тәржемәселәре латин теленә тәржемәләгәндә, «джайб» һүҙен латин телендә шул уҡ мәғәнәне аңлатҡан sinus«синус» һүҙенә әйләндерәләр. «Косинус» термины (лат. cosinus) — лат. complementi sinus-тан ҡыҫҡартыу — өҫтәлмә синус.

Хәҙерге ҡыҫҡаса тамғалауҙар Б. Кавальери һәм Уильям Отред тарафынан индерелгән һәм Леонард Эйлер хеҙмәттәрендә нығытылған.

«Тангенс» (лат. tangens — тейеүсе) һәм «секанс» (лат. secans — киҫеүсе) терминдары дат математигы Томас Финке тарафынан уның «Геометрия круглого» (Geometria rotundi, 1583) китабында индерелгән.

Тригонометрик функциялар тигән термин үҙе Клюгель тарафынан 1770 йылда индерелгән.

Һуңғараҡ инде кире тригонометрик функциялар өсөн дә терминдар индерелә — арксинус, арккосинус, арктангенс, арккотангенс, арксеканс, арккосекансЖозеф Луи Лагранж һ.б. тарафынан (лат. arcus — дуға) һүҙенән алынған «арк» приставкаһын өҫтәп яһалғандар.

Әҙәбиәт[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  • Бермант А. Ф. Люстерник Л. А. Тригонометрия. — М.: Наука, 1967.
  • Тригонометрик функциялар — Ҙур совет энциклопедияһында мәҡәлә — М.: «Советская Энциклопедия», 1977. — Т. 26. — с. 204—206.
  • Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Прямолинейная тригонометрия // Справочник по математике — Изд. 7-е, стереотипное. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1967. — Б. 179—184.
  • Выгодский М. Я. Справочник по элементарной математике — М.: Наука, 1978.
    • Переиздание: М.: АСТ, 2006, ISBN 5-17-009554-6, www.alleng.ru/d/math/math42.htm, 509 стр.
  • Двайт Г. Б. Тригонометрические функции // Таблицы интегралов и другие математические формулы — 4-е изд. — М.: Наука, 1973. — Б. 70—102.
  • Кожеуров П. А. Тригонометрия. — М.: Физматгиз, 1963.
  • Маркушевич А. И. Замечательные синусы. — М.: Наука, 1974.
  • Математическая энциклопедия / Гл. ред. И. М. Виноградов. — М.: «Советская Энциклопедия», 1984. — Т. 5. — с. 436.
  • Тригонометрические функции // Энциклопедический словарь юного математика / Ред. коллегия, Гнеденко Б. В. (гл. ред.), Савин А. П. и др. — М.: Педагогика, 1985 (1989). — С. 299—301—305. — 352 с., ил. ISBN 5-7155-0218-7 (стр. 342, 343 — таблицы тригонометрических функций 0°-90°, в том числе в радианах)
  • Тригонометрические функции // Справочник по математике (для ср. уч. заведений) / Цыпкин А. Г., под ред. Степанова С. А. — 3-е изд. — М.: Наука, Гл. редакция физ.-мат. литературы, 1983. — С. 240—258. — 480 с.

Һылтанмалар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Иҫкәрмәләр[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

{иҫкәрмәләр}}

  1. Большая советская энциклопедия 1 издание т. 27 "Знак математический" М.1933г.
  2. Справочник по элементарной математике, 1978, с. 282—284
  3. Справочник по элементарной математике, 1978, с. 271—272
  4. Ильин В. А., Позняк Э. Г. Основы математического анализа. Ч. 1 — Москва: Наука, 1998. — ISBN 5-02-015231-5.
  5. В формулах, содержащих логарифм в правой части равенств, константы интегрирования , вообще говоря, различны для различных интервалов непрерывности.