삼각 함수의 덧셈 정리

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틀:위키데이터 속성 추적 이 문서는 삼각함수의 덧셈 정리에 대해 설명한다.

sin(x+y)=sinxcosy+cosxsiny
sin(xy)=sinxcosycosxsiny
cos(x+y)=cosxcosysinxsiny
cos(xy)=cosxcosy+sinxsiny
tan(x+y)=tanx+tany1tanxtany
tan(xy)=tanxtany1+tanxtany

사인함수의 덧셈정리

예각 삼각형 ABC의 넓이 ABC에 대해서,[1][2]

ABC=AHB+AHC
ABC=12bcsin(α+β)
AHB+AHC
=12BHAH+12CHAH
=12csinαbcosβ+12bsinβccosα
=12cb(sinαcosβ+sinβcosα)

따라서,

12bcsin(α+β)=12cb(sinαcosβ+sinβcosα)
sin(α+β)=(sinαcosβ+sinβcosα)

코사인의 덧셈정리

둔각삼각형 ABC에서,BD의 임의의 한점 C에 대해서,[3][4] [5]

BD2=BC2+CD2+2(BCCD)
AB2=BD2+AD2

그리고,

AC2=CD2+AD2
AC2CD2=AD2

따라서,

AB2=BD2+AD2
AB2=(BC2+CD2+2(BCCD))+(AC2CD2)
AB2=BC2+AC2+2(BCCD)

그리고

cos(πα)=CDAC
CD=ACcos(πα)
CD=ACcosα

따라서,

AB2=BC2+AC2+2(BCCD)
AB2=BC2+AC22(BCACcosα)
c2=a2+b22abcosα

이것은 제2코사인법칙이고,

유클리드 원론 3권 법칙3 에서,[6] 두 점 사이의 거리를 가정하면,

l2=(x2x1)2+(y2y1)2이므로,
P=(cosα,sinα),Q=(cosβ,sinβ) 일때,
PQ2=(cosβcosα)2+(sinβsinα)2
=((cosβcosα)(cosβcosα))+((sinβsinα)(sinβsinα))
=((cosβ)22cosαcosβ+(cosα)2)+((sinβ)22sinαsinβ+(sinα)2)
=(cosβ)2+(cosα)2+(sinβ)2+(sinα)22cosαcosβ2sinαsinβ
=(cos2β+sin2β)+(cos2α+sin2α)2(cosαcosβ+sinαsinβ)

그리고 삼각 함수 항등식피타고라스 정리에서,

sin2x+cos2x=1

따라서,

=1+12(cosαcosβ+sinαsinβ)
PQ2=22(cosαcosβ+sinαsinβ)

한편,

이것은, 제2코사인법칙에서는,
PQ2=OP2+OQ22(OPOQcos(αβ))
PQ2=12+122(11cos(αβ))
PQ2=22(cos(αβ))

그리고 두 점 사이의 거리에서,

PQ2=22(cos(αβ))=22(cosαcosβ+sinαsinβ)

따라서,

cos(αβ)=(cosαcosβ+sinαsinβ)

탄젠트의 덧셈정리

tanx=sinxcosx
tan(x+y)=sin(x+y)cos(x+y)
tan(x+y)=sinxcosy+cosxsinycosxcosysinxsiny
tan(x+y)=sinxcosycosxcosy+cosxsinycosxcosycosxcosycosxcosysinxsinycosxcosy
tan(x+y)=tanx+tany1tanxtany

덧셈정리의 변형

sin(θ)=sinθ,cos(θ)=cosθ


따라서,

sin(x+(y))=sinxcos(y)+cosxsin(y)
sin(xy)=sinxcosycosxsiny

그리고,

cos(x(y))=cosxcos(y)+sinxsin(y)
cos(x+y)=cosxcosysinxsiny

그리고,

tan(θ)=sin(θ)cos(θ)=sinθcosθ=tanθ
tan(x+(y))=tanx+tan(y)1tanxtan(y)
tan(xy)=tanxtany1+tanxtany

유클리드 기하학 원론 2권 법칙9를 이용한 정리

정삼각형에서 AE=1을 예약하고,[7]
AF1=cosα
EF1=sinα
FDAF=sinβ
FD=GC=sinβAF=sinβcosα
EGEF=cosβ
EG=cosβEF=cosβsinα
sin(α+β)=EG+GC1
sin(α+β)=cosβsinα+sinβcosα

이것은 사인함수이다.

한편,예약된 정삼각형에서,[8]
AE=1,A=E=B,A=α+β,α=β
EF1=sinα
AF1=cosα
ADAF=cosβ
AD=cosβAF
AD=cosβcosα
GFEF=sinβ
GF=sinβEF
GF=sinβsinα


GF=CD=sinβsinα
cos(α+β)=AC1
cos(α+β)=ADCD
cos(α+β)=cosβcosαsinβsinα

이것은 코사인함수이다.

행렬을 이용한 정리

: sin(θ)=sinθ,cos(θ)=cosθ이고,

삼각함수의 좌표 (cosine,sine)에서,

P=(x,y),P=(x,y)
P=(cos,sin),P=(cos,sin)이고,
θ=90로,
P=(α+θ,α+θ)을 예약해보면,[9][10]
P=(α+π2,α+π2)
P=(xcosα+xcosθ,ycosα+ysinθ)
P=(xcosα+xcosπ2,ycosα+ysinπ2)

삼각함수의 값에서,

P=(xcosα+ysin(θ),ycosα+xcos(θ))
P=(xcosαysinθ,ycosα+xcosθ)

그리고,

x=xcosαysinθ
y=xsinα+ycosθ

따라서,

α=90로 변형해서,
θ=α=90
xcosθysinθ=x
xsinθ+ycosθ=y
(cosθsinθsinθcosθ)(xy)=(xy)
(cosysinysinycosy)(cosxsinx)=(cos(x+y)sin(x+y))
cosxcosysinxsiny=cos(x+y)
cosxsiny+sinxcosy=sin(x+y)

같이 보기

각주

틀:각주

  1. 유클리드 기하학 원론 2권 법칙13 (구텐베르크 프로젝트,John Casey, 퍼블릭 도메인)
  2. 유클리드 기하학 원론 2권 법칙9 (구텐베르크 프로젝트,John Casey,PublicDomain)
  3. 유클리드 기하학 원론 2권 법칙12 (구텐베르크 프로젝트,John Casey,PublicDomain)
  4. 유클리드 기하학 원론 2권 법칙4 (구텐베르크 프로젝트,John Casey,PublicDomain)
  5. 유클리드 기하학 원론 2권 법칙7 (구텐베르크 프로젝트,John Casey,PublicDomain)
  6. 유클리드 기하학 원론 3권 법칙3 (구텐베르크 프로젝트,John Casey,PublicDomain)
  7. 유클리드 기하학 원론 2권 법칙9 (구텐베르크 프로젝트,John Casey,Public Domain)
  8. 유클리드 기하학 원론 2권 법칙9 (구텐베르크 프로젝트,John Casey,Public Domain)
  9. (유클리드 기하학 원론 3권 법칙9 (구텐베르크 프로젝트,John Casey,PublicDomain)
  10. (유클리드 기하학 원론 3권 법칙3 (구텐베르크 프로젝트,John Casey,PublicDomain)