欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

【趣味数学题】三倍角正弦公式

2021-10-08 13:29 作者:AoiSTZ23  | 我要投稿

郑涛(Tao Steven Zheng)著

【问题】

波斯天文学家、数学家阿尔·卡西Jamshid al-Kashi,1380 - 1429)在《论弦与正弦》中利用三倍角正弦公式(triple-angle sine formula)来计算出精确到小数点后18数位的 %5Csin%20%7B1%7D%5E%7B%5Ccirc%7D%20 值(%5Csin%20%7B1%7D%5E%7B%5Ccirc%7D%20%3D%200.017452406437283571)。使用 %5Csin(2x)%20%3D%202%5Csin(x)%5Ccos(x)%5Ccos(2x)%20%3D%201-2%5Csin%5E2(x)%20来证明 %5Csin(3x)%20%3D%203%5Csin(x)%20-%204%5Csin%5E3(x)

【题解】

首先写下正弦和角公式(angle-sum formula for sine)%5Csin(x%2By)%20%3D%20%5Csin(x)%5Ccos(y)%20%2B%20%5Ccos(x)%5Csin(y) ,然后代入 y%20%3D%202x

%5Csin(x%2B2x)%20%3D%20%5Csin(x)%5Ccos(2x)%20%2B%20%5Ccos(x)%5Csin(2x)

已知正弦和余弦的二倍角公式(double-sum formulas)是

%5Csin(2x)%20%3D%202%5Csin(x)%5Ccos(x)

%5Ccos(2x)%20%3D%201-2%5Csin%5E2(x)

所以

%20%5Csin(x%2B2x)%20%3D%20%5Csin(x)%20%5Ccdot%20%5Cleft%5B1-2%5Csin%5E2(x)%5Cright%5D%20%2B%20%5Ccos(x)%20%5Ccdot%20%5Cleft%5B2%5Csin(x)%5Ccos(x)%5Cright%5D

%5Csin(3x)%20%3D%20%5Csin(x)%20-%202%5Csin%5E3(x)%20%2B%202%5Csin(x)%5Ccos%5E2(x)%20


由于 %5Ccos(2x)%20%3D%201-2%5Csin%5E2(x),得

%5Csin(3x)%20%3D%20%5Csin(x)%20-%202%5Csin%5E3(x)%20%2B%202%5Csin(x)%20%5Ccdot%20%5Cleft%5B1%20-%20%5Csin%5E2(x)%5Cright%5D

%5Csin(3x)%20%3D%20%5Csin(x)%20-%202%5Csin%5E3(x)%20%2B%202%5Csin(x)%20-%202%5Csin%5E3(x)

因此,

%5Csin(3x)%20%3D%203%5Csin(x)%20-%204%5Csin%5E3(x)


【附加问题

证明:%5Ccos(3x)%20%3D%204%5Ccos%5E3(x)%20-%203%5Ccos(x)



【趣味数学题】三倍角正弦公式的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律