sinin summakaavan todistus

Joissain todistuksissa sinin summakaava osoitetaan käyttämällä Eulerin identiteettiä. Eikö silloin kuitenkin tehdä kehäpäätelmä, sillä Eulerin lause tulee sinin ja kosinin Taylorin sarjoista? Taylorin sarjoissa tarvitaan sinin ja kosinin derivaattaa, jotka johdetaan erotusosamäärän raja-arvosta. Raja-arvon laskemisessa käytetään sinin ja kosinin summakaavoja.
111213
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 11

Vanhimmat

Sini voidaan määritellä eri tavoin ja summakaava todistaa eri tavoin.

Äänestä
  • Mutta nyt kiinnostaa nimenomaan tämä todistus, jossa käytetään Eulerin identiteettiä. Voisitko/voisiko joku esittää jonkin tavan todistaa sinin ja kosinin derivaatat käyttämättä summakaavaa?

    Äänestä

  • Anonyymi kirjoitti:

    Mutta nyt kiinnostaa nimenomaan tämä todistus, jossa käytetään Eulerin identiteettiä. Voisitko/voisiko joku esittää jonkin tavan todistaa sinin ja kosinin derivaatat käyttämättä summakaavaa?

    Riippuu aivan siitä, mitä tarkoitat summakaavalla.

    Äänestä

  • Anonyymi kirjoitti:

    Riippuu aivan siitä, mitä tarkoitat summakaavalla.

    Sinin derivaatan todistuksessa tarvitaan tulosta
    sin(x h)=sin(x)cos(h) cos(x)sin(h).

    Vastaavasti kosinin derivaatta tulee helposti sinin ja yhdistetyn funktion derivaatasta, kun tiedetään yhteys
    cos(x)=sin(pi/2-x), joka saadaan samasta summakaavasta sin(x y)=sin(x)cos(y) cos(x)sin(y).

    Äänestä

  • Anonyymi kirjoitti:

    Mutta nyt kiinnostaa nimenomaan tämä todistus, jossa käytetään Eulerin identiteettiä. Voisitko/voisiko joku esittää jonkin tavan todistaa sinin ja kosinin derivaatat käyttämättä summakaavaa?

    Täällä on geometrinen todistus: https://math.stackexchange.com/questions/3307345/geometric-proof-for-the-derivative-of-sine
    Tai todistus on linkitetty ja kysytään vielä perusteluja eräälle kohdalle.

    Tulos cos(x)=sin(pi/2-x) nähdään suoraan yksikköympyrästä: kun kierretään pi/2 radiaania, niin sini ja kosini muuttuvat toisikseen.

    Äänestä

  • Anonyymi kirjoitti:

    Täällä on geometrinen todistus: https://math.stackexchange.com/questions/3307345/geometric-proof-for-the-derivative-of-sine
    Tai todistus on linkitetty ja kysytään vielä perusteluja eräälle kohdalle.

    Tulos cos(x)=sin(pi/2-x) nähdään suoraan yksikköympyrästä: kun kierretään pi/2 radiaania, niin sini ja kosini muuttuvat toisikseen.

    "sini ja kosini muuttuvat toisikseen"
    Siis miinus merkillä! Ja sinihän on pariton funktio eli sin(pi/2-x) = -sin(x-pi/2).

    Äänestä

  • Anonyymi kirjoitti:

    Mutta nyt kiinnostaa nimenomaan tämä todistus, jossa käytetään Eulerin identiteettiä. Voisitko/voisiko joku esittää jonkin tavan todistaa sinin ja kosinin derivaatat käyttämättä summakaavaa?

    Summakaavathan saadaan johdettua vektoreilla yksikköympyrässä, eli piste-ja ristituloilla. Jos vetelee niitä, eikä vahingossakaan puhu mitään summakaavoista, vaikka ne summakaavoja ovatkin, niin siitä ne saa.
    Yksikköympyään kannattaa x-kulma(r2) piirtää x-akselilta kello kahteen ja h-kulma(r1) x-akselilta kello viiteen.
    Vektorit ovat silloin r1=cosh, -sinh ja r2= cosx, sinx
    Tosta ristitulo r1xr2=sin(x h) ja pistetulo r1·r2 =cos(x h)
    (on siinä kyllä sitten vielä hoksattavaa))

    Äänestä

Kehäpäätelmien äiti on kun laskee sinx/x raja-arvon nollassa hospitalin menetelmällä.

Äänestä

Jos asia todistetaan aloittajan kertomalla tavalla jossain niin kyllähän siinä kehäpäätelmä on. Mutta saadaan se todistettua oikeinkin.
Ensin pitää todistaa kosinilaki: Kolmiossa olkoon sivut a ja b ja u niiden välinen kulma. On helppo todistaa Pythagoraan teoreeman avulla että kolmanteen sivuun c pätee:
c^2 = a^2 b^2 - 2 a b cos(u)..
Nyt piirretöön yksikköympyrä, keskipiste O(piirrä kuva, en saa tähän sitä syntymään.)Merkitään kehältä pisteet P ja Q siten että säteen OQ ja x-akselin välinen kulma on v ja säteen OP ja x-akselin välinen kulma on u, v > u. Pythagoras kertoo, että

l PQ l ^2 = (cos( v) - cos(u) )^2 (sin(v) - sin(u))^2 = 2 - 2 cos(v) cos(u) - 2 sin(v) sin(u)

Toisaalta kun kosinilausetta käytetään kolmioon OPQ saadaan
l PQ l^2 = 1^2 1^2 - 2 cos(v-u).
Näistä seuraa että cos(v-u) = cos(v) cos(u) sin(v) sin(u)

Tämä pätee kaikilla arvoilla v ja u. Kun korvataan u kulmalla - u ja otetaan huomioon että cos(- u) = cos(u) ja sin(- u) = - sin(u) saadaan
cos(u v) = cos(u) cos(v) - sin(u) sin(v)
Sijoitetaan v -> pii/2 - v saadaan tuosta 1. kaavasta

cos(pii/2 - v - u)) = cos(pii/2 - u) cos(v) sin(pii/2 -u) sin(v)
eli

sin(u v) = sin(u) cos(v) cos(u) sin(v)

Siinäpä ne yhteenlaskukaavat ilman kummempia venkuiluja.

Äänestä

Onko noissa joissakin todistuksissa Eulerin identiteetti todellakin johdettu Taylorin sarjoilla ? Se voidaan johtaa muillakin tavoin.
Jos sitä ei ole johdettu Taylorin sarjoilla, niin kuin ei ilmeisesti ole, niin mitään kehäpäätelmää ei synny.

Äänestä

Kommentoi aloitusta


Anonyymi kirjoitti:

Joissain todistuksissa sinin summakaava osoitetaan käyttämällä Eulerin identiteettiä. Eikö silloin kuitenkin tehdä kehäpäätelmä, sillä Eulerin lause tulee sinin ja kosinin Taylorin sarjoista? Taylorin sarjoissa tarvitaan sinin ja kosinin derivaattaa, jotka johdetaan erotusosamäärän raja-arvosta. Raja-arvon laskemisessa käytetään sinin ja kosinin summakaavoja.

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu