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Topos Uranos

सारांश

यह पाठ विश्लेषणात्मक त्रिकोणमिति की इकाई को समाप्त करता है। यह उसके छह पाठों में सिद्ध की गई बातों को एक ही निगमनात्मक शृंखला में एकत्र करता है: आधारभूत सर्वसमिकाएँ, अंतर की कोज्या का सूत्र और उससे निगमित होने वाले सभी सूत्र, योगों का गुणनफलों में रूपांतरण और हरात्मक रूप, समीकरणों और असमीकरणों का हल, दो रेखाओं के बीच का कोण, और अक्षों का घूर्णन, जो शांकवों का वर्गीकरण करता है। यह समझाता है कि यह शृंखला पहले की इकाई पर और बीजगणित और ज्यामिति I पाठ्यक्रम पर, विशेष रूप से मात्रक वृत्त, ध्रुवीय निर्देशांकों, बहुपदों और शांकवों पर, कैसे टिकी है, और बाद वाली इकाई की तैयारी कैसे करती है, जिसमें यही सूत्र सम्मिश्र संख्याओं के गुणन के नियम के रूप में फिर प्रकट होते हैं। यह एक समापन मूल्यांकन के साथ समाप्त होता है, जो परिचय के प्रवेश मूल्यांकन के समानांतर है, और दस चुनौतियों के साथ, जो इकाई के अभ्यास प्रश्नों से अधिक कठिन हैं और कई पाठों को मिलाने की माँग करती हैं।

अधिगम उद्देश्य

  1. अंतर की कोज्या के सूत्र से लेकर विविक्तकर द्वारा शांकवों के वर्गीकरण तक इकाई की निगमनात्मक शृंखला का पुनर्निर्माण करना, और हर कदम पर वह परिणाम पहचानना जिस पर वह निर्भर करता है।
  2. इकाई के परिणामों को मात्रक वृत्त, ध्रुवीय निर्देशांकों, बहुपदों और शांकवों के बारे में पहले की इकाई और पाठ्यक्रम I के परिणामों से जोड़ना।
  3. ध्रुवीय रूप में सम्मिश्र संख्याओं के गुणन में योग के सूत्रों की भूमिका का पूर्वानुमान करना।
  4. ऐसे प्रश्न हल करना जो सर्वसमिकाओं, समीकरणों, रेखाओं के बीच के कोणों और घूर्णनों को मिलाते हैं, और हर स्थिति में वह रूपांतरण चुनना जो प्रश्न को सुगम बना दे।

इकाई की उपलब्धियाँ

इकाई ने भाषा को स्थिर करने से आरंभ किया। आधारभूत त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाएँ विषयक पाठ में सर्वसमिका को ऐसी समिका के रूप में परिभाषित किया गया जो अपने दोनों पक्षों के पूरे उभयनिष्ठ प्रांत में सत्य हो; व्युत्क्रम, भागफल, पाइथागोरस, समता और पूरक कोण संबंधी सर्वसमिकाएँ एकत्र की गईं; और उपपत्ति की विधि स्थापित की गई: एक पक्ष को दूसरे में, या दोनों को एक ही व्यंजक में, रूपांतरित करना, उस बात से आरंभ किए बिना जिसे सिद्ध करना है; किसी असत्य सर्वसमिका को असत्य सिद्ध करने के लिए एक प्रत्युदाहरण पर्याप्त है। इसी भाषा से प्रत्येक फलन को किसी दूसरे फलन के पदों में व्यक्त किया गया, प्रतिस्थापनों द्वारा करणियों को रूपांतरित किया गया, और प्राचलीकरणों (acos⁡t,bsin⁡t)\left( a \cos t, b \sin t \right) और (asec⁡t,btan⁡t)\left( a \sec t, b \tan t \right) में दीर्घवृत्त और अतिपरवलय पहचाने गए।

निर्णायक मोड़ योग और अंतर के सूत्रों वाला पाठ था। मात्रक वृत्त की एक जीवा की लंबाई को दो प्रकार से, कार्तीय निर्देशांकों में और ध्रुवीय निर्देशांकों में, परिकलित करके यह सिद्ध किया गया कि सभी वास्तविक संख्याओं α\alpha और β\beta के लिए निम्नलिखित समिका सत्य है:

cos⁡(α−β)=cos⁡αcos⁡β+sin⁡αsin⁡β\cos(\alpha - \beta) = \cos \alpha \cos \beta + \sin \alpha \sin \beta

बाकी सब कुछ इसी से निगमित हुआ। समता से योग की कोज्या प्राप्त हुई; पूरक कोण संबंध से, योग और अंतर की ज्या; भागफल से, योग की स्पर्शज्या। यदि ऐसा है, तो α=β\alpha = \beta रखने पर द्विगुण कोण के सूत्र प्राप्त होते हैं; उन्हें पुनर्व्यवस्थित करके, घात-न्यूनीकरण और अर्ध कोण के सूत्र; एक बार और जोड़कर, त्रिगुण कोण के सूत्र। प्रतिस्थापन t=tan⁡θ2t = \tan \frac{\theta}{2} ने ज्या और कोज्या को tt के परिमेय भिन्नों में बदल दिया, और इससे वृत्त का परिमेय प्राचलीकरण तथा सभी पाइथागोरस त्रिकों का सूत्र प्राप्त हुए।

योगों के गुणनफलों में रूपांतरण विषयक पाठ ने उलटा मार्ग तय किया: योग और अंतर के सूत्रों को जोड़कर और घटाकर, गुणनफल योगों में और योग गुणनफलों में बदल जाते हैं। उसका मुख्य परिणाम यह है कि प्रत्येक व्यंजक asin⁡x+bcos⁡xa \sin x + b \cos x एक ही तरंग Rsin⁡(x+φ)R \sin(x + \varphi) है, जहाँ R=a2+b2R = \sqrt{a^2 + b^2}; इससे उसका परिसर, [−R,R]\icc{-R}{R}, निकलता है, और समान आवृत्ति वाले दोलनों का अध्यारोपण, विस्पंद तथा, एक ऐसे गुणनखंड के साथ जो योग को दूरदर्शी बना देता है, समांतर श्रेढ़ी में ज्याओं और कोज्याओं के योग।

इन उपकरणों के साथ, त्रिकोणमितीय समीकरण और असमीकरण विषयक पाठ प्रश्नों के एक पूरे कुल को हल कर सका। sin⁡x=c\sin x = c, cos⁡x=c\cos x = c और tan⁡x=c\tan x = c के व्यापक हल उन हलों को, जो प्रतिलोम फलन देते हैं, आवर्तिता द्वारा विस्तारित करते हैं; बाकी समीकरण सर्वसमिकाओं, गुणनखंडन, दो ज्याओं या दो कोज्याओं की बराबरी और हरात्मक रूप द्वारा इन्हीं में समानीत होते हैं, दो स्थायी सावधानियों के साथ: भाग देने से हल खो सकते हैं और वर्ग करने से हल जुड़ सकते हैं। असमीकरणों को एक चक्कर में, मात्रक वृत्त या चिह्न-सारणियों के साथ, हल किया गया और आवर्ती रूप से विस्तारित किया गया।

अंतिम दो पाठ इन परिकलनों को वैश्लेषिक ज्यामिति तक ले गए। दो रेखाओं के बीच के कोण वाले पाठ में, अंतर की स्पर्शज्या ने दो रेखाओं के बीच का कोण उनकी प्रवणताओं से दिया, और अदिश गुणनफल ने एक दूसरा सूत्र, जो ऊर्ध्वाधर रेखाओं के लिए भी मान्य है; कोण समद्विभाजक और अंतःकेंद्र प्राप्त किए गए, और दुर्गम ऊँचाइयों, सरल आवर्त गति, प्रक्षेप्यों के परास और प्रकाश के परावर्तन के मॉडल बनाए गए। वह पाठ इकाई का एकमात्र पाठ है जो कुछ बिना प्रमाण स्वीकार करता है, और इसकी घोषणा करता है: यूक्लिडीय ज्यामिति से, वे तीन तथ्य जिन्हें पाठ्यक्रम I पहले से स्वीकार करता था (पाइथागोरस प्रमेय, समांतर रेखाओं के बीच संगत कोणों की बराबरी और किसी त्रिभुज के कोणों का योग π\pi), और भौतिकी से, सरल आवर्त गति के और प्रक्षेप्य के समीकरण। अंत में, अक्षों के घूर्णन वाले पाठ में, अंतर के सूत्रों ने अक्षों को घुमाने पर निर्देशांकों के परिवर्तन का वर्णन किया; वह कोण जो cot⁡2θ=A−CB\cot 2\theta = \frac{A - C}{B} को संतुष्ट करता है, xyxy वाले पद का विलोपन करता है, योग A+CA + C और विविक्तकर B2−4ACB^2 - 4AC घूर्णन से नहीं बदलते, और इसलिए विविक्तकर का चिह्न द्वितीय घात के प्रत्येक समीकरण का वर्गीकरण करता है।

पूरी शृंखला का सारांश इस प्रकार दिया जा सकता है: दो प्रकार से परिकलित एक जीवा अंतर की कोज्या देती है; उससे योग के सभी सूत्र निकलते हैं; इनसे रूपांतरण और हरात्मक रूप; इन सबके साथ समीकरण हल होते हैं; और हल किए गए समीकरण रेखाओं के बीच के कोण मापते हैं और शांकवों के मिश्र पद को हटाते हैं। नीचे की आकृति इस शृंखला को पाँच खंडों में एकत्र करती है, जो ऊपर के अनुच्छेदों के क्रम का अनुसरण करते हैं: स्तंभ की हर गाँठ एक परिभाषा या एक प्रमेय है, तार्किक क्रम में क्रमांकित, और एक चाप से उन पहले की कड़ियों से जुड़ी जिनका उपयोग उसकी उपपत्ति करती है; चारों ओर आधार तैरते हैं, अर्थात् वे सिद्धांत और उपकरण जिनका सहारा शृंखला बार-बार लेती है, हर एक ठोस रेखा से उन कड़ियों से जुड़ा जो उस पर टिकी हैं और बिंदुदार रेखा से उस कड़ी से जहाँ वह स्थापित होता है, सिवाय उनके जो बिना प्रमाण स्वीकार किए जाते हैं या पहले की इकाई या पाठ्यक्रम I से आते हैं, जो छल्लों के रूप में बनाए गए हैं। किसी आधार पर क्लिक करने से वे सभी कड़ियाँ उभर आती हैं जो उसका उपयोग करती हैं, और हर कड़ी उस पाठ की ओर ले जाती है जिसमें वह सिद्ध होती है।

शृंखला के आधार

  • Aमात्रक वृत्त. चाप-लंबाई के अनुसार गमन का अभिगृहीत स्वीकार किया जाता है: प्रत्येक वास्तविक संख्या ss के लिए मात्रक वृत्त का एक अद्वितीय बिंदु P(s)P(s) है, जिस पर (1,0)(1, 0) से लंबाई ∣s∣\abs{s} चलकर पहुँचा जाता है; गमन एक-दूसरे से जुड़ते हैं; P(s+2π)=P(s)P(s + 2\pi) = P(s); P(s)P(s) का भुज [0,π]\icc{0}{\pi} में दृढ़तः घटता है और [π,2π]\icc{\pi}{2\pi} में बढ़ता है; और वृत्त का हर बिंदु कोई P(s)P(s) है। त्रिकोणमितीय फलनों और ध्रुवीय निर्देशांकों वाली इकाई में इस अभिगृहीत से सिद्ध किया गया कि वृत्त का हर बिंदु P(θ)P(\theta) है, जहाँ θ\theta अद्वितीय है और [0,2π)\ico{0}{2\pi} में है; कि कोज्या और ज्या, जो P(θ)P(\theta) के निर्देशांक हैं, आवर्ती हैं और समता तथा पूरक कोण संबंधों को संतुष्ट करती हैं; और कि वे अपने मुख्य मान अंतरालों में दृढ़तः एकदिष्ट हैं। इस इकाई में बिना प्रमाण के स्वीकार किया गया।
  • Bप्रतिलोम फलन. प्रतिलोम ज्या, प्रतिलोम कोज्या और प्रतिलोम स्पर्शज्या अपने मुख्य मान अंतरालों में वह अद्वितीय कोण देते हैं जिसकी ज्या, कोज्या या स्पर्शज्या दी गई हो; त्रिकोणमितीय फलनों और ध्रुवीय निर्देशांकों वाली इकाई में सिद्ध। इस इकाई में बिना प्रमाण के स्वीकार किया गया।
  • Cध्रुवीय निर्देशांक. ध्रुवीय निर्देशांकों (r,φ)(r, \varphi) वाले बिंदु के कार्तीय निर्देशांक x=rcos⁡φx = r \cos \varphi और y=rsin⁡φy = r \sin \varphi हैं, और (r1,θ1)(r_1, \theta_1) तथा (r2,θ2)(r_2, \theta_2) के बीच की दूरी d2=r12+r22−2r1r2cos⁡(θ1−θ2)d^2 = r_1^2 + r_2^2 - 2 r_1 r_2 \cos(\theta_1 - \theta_2) को संतुष्ट करती है; त्रिकोणमितीय फलनों और ध्रुवीय निर्देशांकों वाली इकाई में सिद्ध। इस इकाई में बिना प्रमाण के स्वीकार किया गया।
  • Dसमतल की विश्लेषिक ज्यामिति. दूरी सूत्र, किसी बिंदु की किसी रेखा से दूरी, अर्धतलों की प्रमेय, कॉशी-श्वार्ज़ असमिका सहित अदिश गुणनफल और दो सदिशों के बीच का कोण, और निर्देशांक अक्षों के समांतर अक्षों वाले शांकवों का वर्गीकरण; पाठ्यक्रम I में, समतल की विश्लेषिक ज्यामिति वाली इकाई में, और त्रिभुजों के हल वाले पाठ में सिद्ध। इस इकाई में बिना प्रमाण के स्वीकार किया गया।
  • Eपाठ्यक्रम I का बीजगणित और अंकगणित. बहुपदों का गुणनखंडन, गुणनखंड प्रमेय और संश्लिष्ट विभाजन, चिह्न-सारणियाँ, दूरदर्शी योग और यूक्लिड की प्रमेयिका; पाठ्यक्रम I में, प्राकृत संख्याओं वाली और बीजीय फलनों और बहुपदों वाली इकाइयों में सिद्ध। इस इकाई में बिना प्रमाण के स्वीकार किया गया।
  • Fपाइथागोरस सर्वसमिका. प्रत्येक θ\theta के लिए sin⁡2θ+cos⁡2θ=1\sin^2 \theta + \cos^2 \theta = 1 सत्य है, और अपने प्रांतों में 1+tan⁡2θ=sec⁡2θ1 + \tan^2 \theta = \sec^2 \theta और 1+cot⁡2θ=csc⁡2θ1 + \cot^2 \theta = \csc^2 \theta भी। स्थापित होता है: 2. आधारभूत सर्वसमिकाएँ.
  • Gयोग के सूत्र. सभी वास्तविक संख्याओं α\alpha और β\beta के लिए cos⁡(α+β)=cos⁡αcos⁡β−sin⁡αsin⁡β\cos(\alpha + \beta) = \cos \alpha \cos \beta - \sin \alpha \sin \beta और sin⁡(α+β)=sin⁡αcos⁡β+cos⁡αsin⁡β\sin(\alpha + \beta) = \sin \alpha \cos \beta + \cos \alpha \sin \beta सत्य हैं, और अंतर के सूत्र भी, जो β\beta के स्थान पर −β-\beta रखने से प्राप्त होते हैं। स्थापित होता है: 6. योग के सूत्र.
  • Hयूक्लिडीय ज्यामिति. पाठ्यक्रम I की समतल की विश्लेषिक ज्यामिति वाली इकाई की तरह, यूक्लिडीय ज्यामिति से पाइथागोरस प्रमेय और उसका विलोम, दो समांतर रेखाओं के साथ एक छेदक रेखा द्वारा बनाए गए संगत कोणों की बराबरी, और किसी त्रिभुज के कोणों का योग π\pi स्वीकार किए जाते हैं; इनसे शीर्षाभिमुख कोणों की और समांतर रेखाओं के बीच एकांतर कोणों की बराबरी निगमित होती है। इस इकाई में बिना प्रमाण के स्वीकार किया गया।
  1. खंड 1 भाषा: सर्वसमिकाएँ और उनकी उपपत्ति

    • सर्वसमिका को ऐसी समिका के रूप में परिभाषित करना जो अपने पक्षों के पूरे उभयनिष्ठ प्रांत में सत्य हो, और उसे समीकरण से अलग पहचानना।
    • व्युत्क्रम, भागफल, पाइथागोरस, समता और पूरक कोण संबंधी सर्वसमिकाओं को एकत्र करना।
    • सिद्ध की जाने वाली बात से आरंभ किए बिना सर्वसमिकाएँ सिद्ध करना, और असत्य सर्वसमिकाओं को प्रत्युदाहरण से असत्य सिद्ध करना।
    • प्रतिस्थापनों द्वारा करणियों को रूपांतरित करना, और दीर्घवृत्त तथा अतिपरवलय को उनके त्रिकोणमितीय प्राचलीकरणों में पहचानना।
    1. सर्वसमिका और उसकी उपपत्ति. सर्वसमिका ऐसी समिका है जो अपने दोनों पक्षों के पूरे उभयनिष्ठ प्रांत में सत्य हो; उसे एक पक्ष को दूसरे में, या दोनों को एक ही व्यंजक में, रूपांतरित करके सिद्ध किया जाता है, उससे आरंभ किए बिना, और एक ही प्रत्युदाहरण से असत्य सिद्ध किया जाता है।

      सिद्ध किया गया: आधारभूत त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाएँ.

    2. आधारभूत सर्वसमिकाएँ. हर एक के उभयनिष्ठ प्रांत में व्युत्क्रम, भागफल और पाइथागोरस सर्वसमिकाएँ सत्य हैं; ज्या, स्पर्शज्या, कोछेदक और कोस्पर्शज्या विषम हैं, कोज्या और छेदक सम हैं, और π2−θ\frac{\pi}{2} - \theta का प्रत्येक फलन θ\theta के अपने पूरक फलन के बराबर है।

      उपयोग करती है: 1. सर्वसमिका और उसकी उपपत्ति. आधार: A (मात्रक वृत्त). सिद्ध किया गया: आधारभूत त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाएँ.

    3. त्रिकोणमितीय प्रतिस्थापन. यदि θ=arcsin⁡x\theta = \arcsin x, तो 1−x2=cos⁡θ\sqrt{1 - x^2} = \cos \theta; यदि θ=arctan⁡x\theta = \arctan x, तो 1+x2=sec⁡θ\sqrt{1 + x^2} = \sec \theta; और यदि x≥1x \geq 1 और θ=arccos⁡1x\theta = \arccos \frac{1}{x}, तो x2−1=tan⁡θ\sqrt{x^2 - 1} = \tan \theta।

      उपयोग करती है: 2. आधारभूत सर्वसमिकाएँ. आधार: F (पाइथागोरस सर्वसमिका), B (प्रतिलोम फलन). सिद्ध किया गया: आधारभूत त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाएँ.

    4. प्राचलिक दीर्घवृत्त और अतिपरवलय. जब tt अंतराल [0,2π)\ico{0}{2\pi} में चलता है, तो बिंदु (acos⁡t,bsin⁡t)(a \cos t, b \sin t) दीर्घवृत्त x2a2+y2b2=1\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1 को ठीक एक बार तय करता है; और बिंदु (asec⁡t,btan⁡t)(a \sec t, b \tan t) अतिपरवलय x2a2−y2b2=1\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1 की दाहिनी शाखा को ठीक एक बार तय करता है जब tt अंतराल (−π2,π2)\ioo{-\frac{\pi}{2}}{\frac{\pi}{2}} में चलता है, और बाईं शाखा को जब वह (π2,3π2)\ioo{\frac{\pi}{2}}{\frac{3\pi}{2}} में चलता है।

      उपयोग करती है: 2. आधारभूत सर्वसमिकाएँ. आधार: A (मात्रक वृत्त), F (पाइथागोरस सर्वसमिका). सिद्ध किया गया: आधारभूत त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाएँ.

  2. खंड 2 अंतर की कोज्या का सूत्र और उसके परिणाम

    • मात्रक वृत्त की एक जीवा को दो प्रकार से परिकलित करके अंतर की कोज्या सिद्ध करना।
    • उससे योग और अंतर की कोज्या और ज्या, और योग की स्पर्शज्या निगमित करना।
    • द्विगुण कोण, घात-न्यूनीकरण, अर्ध कोण और त्रिगुण कोण के सूत्र प्राप्त करना।
    • ज्या और कोज्या को t=tan⁡θ2t = \tan \frac{\theta}{2} के परिमेय भिन्नों के रूप में व्यक्त करना, वृत्त का परिमेय प्राचलीकरण करना और सभी पाइथागोरस त्रिक उत्पन्न करना।
    1. अंतर की कोज्या. सभी वास्तविक संख्याओं α\alpha और β\beta के लिए cos⁡(α−β)=cos⁡αcos⁡β+sin⁡αsin⁡β\cos(\alpha - \beta) = \cos \alpha \cos \beta + \sin \alpha \sin \beta सत्य है, क्योंकि P(α)P(\alpha) को P(β)P(\beta) से मिलाने वाली जीवा की लंबाई कार्तीय निर्देशांकों में और ध्रुवीय निर्देशांकों में परिकलित करने पर समान आती है।

      आधार: C (ध्रुवीय निर्देशांक), D (समतल की विश्लेषिक ज्यामिति), F (पाइथागोरस सर्वसमिका). सिद्ध किया गया: योग और अंतर, द्विगुण कोण और अर्ध कोण के सूत्र.

    2. योग के सूत्र. समता और पूरक कोण संबंधों से cos⁡(α+β)=cos⁡αcos⁡β−sin⁡αsin⁡β\cos(\alpha + \beta) = \cos \alpha \cos \beta - \sin \alpha \sin \beta, sin⁡(α+β)=sin⁡αcos⁡β+cos⁡αsin⁡β\sin(\alpha + \beta) = \sin \alpha \cos \beta + \cos \alpha \sin \beta और अंतर की ज्या प्राप्त होती हैं; और, यदि α\alpha और β\beta की स्पर्शज्याएँ परिभाषित हैं और tan⁡αtan⁡β≠1\tan \alpha \tan \beta \neq 1, तो tan⁡(α+β)=tan⁡α+tan⁡β1−tan⁡αtan⁡β\tan(\alpha + \beta) = \frac{\tan \alpha + \tan \beta}{1 - \tan \alpha \tan \beta}।

      उपयोग करती है: 2. आधारभूत सर्वसमिकाएँ, 5. अंतर की कोज्या. सिद्ध किया गया: योग और अंतर, द्विगुण कोण और अर्ध कोण के सूत्र.

    3. द्विगुण कोण. sin⁡2θ=2sin⁡θcos⁡θ\sin 2\theta = 2 \sin \theta \cos \theta, cos⁡2θ=cos⁡2θ−sin⁡2θ=2cos⁡2θ−1=1−2sin⁡2θ\cos 2\theta = \cos^2 \theta - \sin^2 \theta = 2 \cos^2 \theta - 1 = 1 - 2 \sin^2 \theta और, जहाँ परिभाषित हो, tan⁡2θ=2tan⁡θ1−tan⁡2θ\tan 2\theta = \frac{2 \tan \theta}{1 - \tan^2 \theta} सत्य हैं।

      आधार: G (योग के सूत्र), F (पाइथागोरस सर्वसमिका). सिद्ध किया गया: योग और अंतर, द्विगुण कोण और अर्ध कोण के सूत्र.

    4. घात-न्यूनीकरण और अर्ध कोण. cos⁡2θ=1+cos⁡2θ2\cos^2 \theta = \frac{1 + \cos 2\theta}{2} और sin⁡2θ=1−cos⁡2θ2\sin^2 \theta = \frac{1 - \cos 2\theta}{2} सत्य हैं; इनसे, θ2\frac{\theta}{2} की ज्या और कोज्या, अपने चतुर्थांश के चिह्न के साथ, 1−cos⁡θ2\frac{1 - \cos \theta}{2} और 1+cos⁡θ2\frac{1 + \cos \theta}{2} के वर्गमूल हैं, और tan⁡θ2=sin⁡θ1+cos⁡θ\tan \frac{\theta}{2} = \frac{\sin \theta}{1 + \cos \theta} होता है, यदि cos⁡θ≠−1\cos \theta \neq -1।

      उपयोग करती है: 7. द्विगुण कोण. आधार: F (पाइथागोरस सर्वसमिका). सिद्ध किया गया: योग और अंतर, द्विगुण कोण और अर्ध कोण के सूत्र.

    5. त्रिगुण कोण. प्रत्येक वास्तविक संख्या θ\theta के लिए cos⁡3θ=4cos⁡3θ−3cos⁡θ\cos 3\theta = 4 \cos^3 \theta - 3 \cos \theta और sin⁡3θ=3sin⁡θ−4sin⁡3θ\sin 3\theta = 3 \sin \theta - 4 \sin^3 \theta सत्य हैं।

      उपयोग करती है: 7. द्विगुण कोण. आधार: F (पाइथागोरस सर्वसमिका), G (योग के सूत्र). सिद्ध किया गया: योग और अंतर, द्विगुण कोण और अर्ध कोण के सूत्र.

    6. अर्ध कोण की स्पर्शज्या. यदि θ\theta, π\pi का विषम गुणज नहीं है और t=tan⁡θ2t = \tan \frac{\theta}{2}, तो sin⁡θ=2t1+t2\sin \theta = \frac{2t}{1 + t^2} और cos⁡θ=1−t21+t2\cos \theta = \frac{1 - t^2}{1 + t^2}।

      उपयोग करती है: 7. द्विगुण कोण. आधार: F (पाइथागोरस सर्वसमिका). सिद्ध किया गया: योग और अंतर, द्विगुण कोण और अर्ध कोण के सूत्र.

    7. परिमेय प्राचलीकरण. प्रवणता tt वाली और (−1,0)(-1, 0) से गुजरने वाली रेखा मात्रक वृत्त को फिर से (1−t21+t2,2t1+t2)\left( \frac{1 - t^2}{1 + t^2}, \frac{2t}{1 + t^2} \right) पर काटती है; वृत्त का हर अन्य बिंदु इसी प्रकार एक अद्वितीय tt के लिए प्राप्त होता है, और वह परिमेय है यदि और केवल यदि tt परिमेय है।

      उपयोग करती है: 10. अर्ध कोण की स्पर्शज्या. आधार: E (पाठ्यक्रम I का बीजगणित और अंकगणित). सिद्ध किया गया: योग और अंतर, द्विगुण कोण और अर्ध कोण के सूत्र.

    8. पाइथागोरस त्रिक. आद्य पाइथागोरस त्रिक, जिनमें bb सम है, ठीक-ठीक a=m2−n2a = m^2 - n^2, b=2mnb = 2mn और c=m2+n2c = m^2 + n^2 हैं, जहाँ m>nm > n, HCF⁡(m,n)=1\operatorname{HCF}(m, n) = 1 और m−nm - n विषम है।

      उपयोग करती है: 11. परिमेय प्राचलीकरण. आधार: E (पाठ्यक्रम I का बीजगणित और अंकगणित). सिद्ध किया गया: योग और अंतर, द्विगुण कोण और अर्ध कोण के सूत्र.

  3. खंड 3 रूपांतरण और हरात्मक रूप

    • योग और अंतर के सूत्रों को जोड़कर और घटाकर गुणनफलों को योगों में और योगों को गुणनफलों में बदलना।
    • प्रत्येक व्यंजक asin⁡x+bcos⁡xa \sin x + b \cos x को एक ही तरंग Rsin⁡(x+φ)R \sin(x + \varphi) के रूप में लिखना और उसका परिसर प्राप्त करना।
    • समान आवृत्ति वाले दोलनों को मिलाना और विस्पंदों की व्याख्या करना।
    • एक दूरदर्शी योग द्वारा समांतर श्रेढ़ी में ज्याओं और कोज्याओं का योग करना।
    1. गुणनफल से योग. sin⁡αcos⁡β=12(sin⁡(α+β)+sin⁡(α−β))\sin \alpha \cos \beta = \frac{1}{2} \left( \sin(\alpha + \beta) + \sin(\alpha - \beta) \right) सत्य है, और इसी प्रकार cos⁡αsin⁡β\cos \alpha \sin \beta, cos⁡αcos⁡β\cos \alpha \cos \beta और sin⁡αsin⁡β\sin \alpha \sin \beta, α+β\alpha + \beta और α−β\alpha - \beta की ज्याओं या कोज्याओं के अर्ध-योग या अर्ध-अंतर हैं।

      आधार: G (योग के सूत्र). सिद्ध किया गया: योगों का गुणनफलों में रूपांतरण और हरात्मक रूप.

    2. योग से गुणनफल. सभी वास्तविक संख्याओं pp और qq के लिए sin⁡p+sin⁡q=2sin⁡p+q2cos⁡p−q2\sin p + \sin q = 2 \sin \frac{p + q}{2} \cos \frac{p - q}{2} सत्य है, और sin⁡p−sin⁡q\sin p - \sin q, cos⁡p+cos⁡q\cos p + \cos q तथा cos⁡p−cos⁡q\cos p - \cos q के लिए भी इसी तरह के सूत्र हैं; इससे sin⁡(ax)+sin⁡(bx)\sin(ax) + \sin(bx) के विस्पंद निकलते हैं।

      उपयोग करती है: 13. गुणनफल से योग. सिद्ध किया गया: योगों का गुणनफलों में रूपांतरण और हरात्मक रूप.

    3. हरात्मक रूप. यदि aa और bb दोनों शून्य नहीं हैं और R=a2+b2R = \sqrt{a^2 + b^2}, तो एक अद्वितीय φ\varphi विद्यमान है, जो [0,2π)\ico{0}{2\pi} में है, ऐसा कि asin⁡x+bcos⁡x=Rsin⁡(x+φ)a \sin x + b \cos x = R \sin(x + \varphi) होता है, प्रत्येक xx के लिए; यह रूप अद्वितीय है, और फलन का परिसर [−R,R]\icc{-R}{R} है।

      आधार: A (मात्रक वृत्त), D (समतल की विश्लेषिक ज्यामिति), F (पाइथागोरस सर्वसमिका), G (योग के सूत्र). सिद्ध किया गया: योगों का गुणनफलों में रूपांतरण और हरात्मक रूप.

    4. दोलनों का अध्यारोपण. जब तक वे एक-दूसरे को निरस्त न करें, दोलन A1sin⁡(ωt+φ1)A_1 \sin(\omega t + \varphi_1) और A2sin⁡(ωt+φ2)A_2 \sin(\omega t + \varphi_2) मिलकर समान आवृत्ति का एक दोलन देते हैं, जिसका आयाम A2=A12+A22+2A1A2cos⁡(φ1−φ2)A^2 = A_1^2 + A_2^2 + 2 A_1 A_2 \cos(\varphi_1 - \varphi_2) को संतुष्ट करता है।

      उपयोग करती है: 5. अंतर की कोज्या, 15. हरात्मक रूप. आधार: F (पाइथागोरस सर्वसमिका), G (योग के सूत्र). सिद्ध किया गया: योगों का गुणनफलों में रूपांतरण और हरात्मक रूप.

    5. समांतर श्रेढ़ी में योग. यदि xx, 2π2\pi का पूर्णांक गुणज नहीं है, तो ∑k=1nsin⁡(kx)=sin⁡nx2sin⁡(n+1)x2sin⁡x2\sum_{k=1}^{n} \sin(kx) = \frac{\sin \frac{nx}{2} \sin \frac{(n + 1)x}{2}}{\sin \frac{x}{2}} सत्य है, और कोज्याओं का योग cos⁡(n+1)x2\cos \frac{(n + 1)x}{2} को sin⁡(n+1)x2\sin \frac{(n + 1)x}{2} के स्थान पर रखकर प्राप्त होता है।

      उपयोग करती है: 13. गुणनफल से योग, 14. योग से गुणनफल. आधार: E (पाठ्यक्रम I का बीजगणित और अंकगणित). सिद्ध किया गया: योगों का गुणनफलों में रूपांतरण और हरात्मक रूप.

  4. खंड 4 समीकरण और असमीकरण

    • प्रतिलोम फलनों और आवर्तिता से sin⁡x=c\sin x = c, cos⁡x=c\cos x = c और tan⁡x=c\tan x = c के व्यापक हल प्राप्त करना।
    • बाकी समीकरणों को सर्वसमिकाओं, गुणनखंडन, दो ज्याओं या दो कोज्याओं की बराबरी और हरात्मक रूप द्वारा प्रारंभिक समीकरणों में समानीत करना।
    • भाग देते समय हल न खोना और वर्ग करते समय हल न जोड़ना।
    • असमीकरणों को एक चक्कर में, मात्रक वृत्त या चिह्न-सारणियों के साथ, हल करना और उन्हें आवर्ती रूप से विस्तारित करना।
    1. व्यापक हल. यदि ∣c∣≤1\abs{c} \leq 1, तो sin⁡x=c\sin x = c के हल arcsin⁡c+2kπ\arcsin c + 2k\pi और π−arcsin⁡c+2kπ\pi - \arcsin c + 2k\pi हैं, और cos⁡x=c\cos x = c के, arccos⁡c+2kπ\arccos c + 2k\pi और −arccos⁡c+2kπ-\arccos c + 2k\pi; प्रत्येक वास्तविक संख्या cc के लिए, tan⁡x=c\tan x = c के हल arctan⁡c+kπ\arctan c + k\pi हैं, जहाँ kk पूर्णांक है।

      उपयोग करती है: 2. आधारभूत सर्वसमिकाएँ. आधार: A (मात्रक वृत्त), B (प्रतिलोम फलन). सिद्ध किया गया: त्रिकोणमितीय समीकरण और असमीकरण.

    2. ज्याओं और कोज्याओं की बराबरी. sin⁡A=sin⁡B\sin A = \sin B सत्य है यदि और केवल यदि A=B+2kπA = B + 2k\pi या A=π−B+2kπA = \pi - B + 2k\pi, और cos⁡A=cos⁡B\cos A = \cos B यदि और केवल यदि A=B+2kπA = B + 2k\pi या A=−B+2kπA = -B + 2k\pi, किसी पूर्णांक kk के लिए; दो परिभाषित स्पर्शज्याएँ बराबर हैं यदि और केवल यदि A=B+kπA = B + k\pi।

      उपयोग करती है: 14. योग से गुणनफल. आधार: A (मात्रक वृत्त), G (योग के सूत्र). सिद्ध किया गया: त्रिकोणमितीय समीकरण और असमीकरण.

    3. बहुपद और समघात समीकरण. समीकरण P(sin⁡x)=0P(\sin x) = 0 समीकरणों sin⁡x=r\sin x = r के तुल्य है, जहाँ rr, PP के वास्तविक मूल हैं; sin⁡x\sin x और cos⁡x\cos x में एक समघात समीकरण, कोज्या के शून्यकों की अलग से जाँच करके, tan⁡x\tan x में एक बहुपद समीकरण में समानीत होता है; और वर्ग करने पर प्राप्त हर हल की जाँच करनी चाहिए।

      उपयोग करती है: 18. व्यापक हल. आधार: E (पाठ्यक्रम I का बीजगणित और अंकगणित). सिद्ध किया गया: त्रिकोणमितीय समीकरण और असमीकरण.

    4. ज्या और कोज्या में रैखिक समीकरण. समीकरण asin⁡x+bcos⁡x=ca \sin x + b \cos x = c का हल है यदि और केवल यदि c2≤a2+b2c^2 \leq a^2 + b^2, और तब उसके हल −φ+arcsin⁡cR+2kπ-\varphi + \arcsin \frac{c}{R} + 2k\pi और π−φ−arcsin⁡cR+2kπ\pi - \varphi - \arcsin \frac{c}{R} + 2k\pi हैं, जहाँ RR और φ\varphi हरात्मक रूप वाले हैं।

      उपयोग करती है: 15. हरात्मक रूप, 18. व्यापक हल. सिद्ध किया गया: त्रिकोणमितीय समीकरण और असमीकरण.

    5. असमीकरण. यदि −1<c<1-1 < c < 1 और β=arccos⁡c\beta = \arccos c, तो cos⁡x>c\cos x > c सत्य है यदि और केवल यदि −β+2kπ<x<β+2kπ-\beta + 2k\pi < x < \beta + 2k\pi, किसी पूर्णांक kk के लिए, और ज्या के लिए भी इसी तरह का कथन सत्य है; त्रिकोणमितीय गुणनखंडों के गुणनफलों और भागफलों को एक चक्कर में चिह्न-सारणी से हल किया जाता है।

      उपयोग करती है: 18. व्यापक हल. आधार: A (मात्रक वृत्त), B (प्रतिलोम फलन), E (पाठ्यक्रम I का बीजगणित और अंकगणित). सिद्ध किया गया: त्रिकोणमितीय समीकरण और असमीकरण.

  5. खंड 5 वैश्लेषिक ज्यामिति: रेखाएँ और शांकव

    • दो रेखाओं के बीच के कोण को अंतर की स्पर्शज्या से और अदिश गुणनफल से मापना।
    • दो रेखाओं के कोण समद्विभाजक और किसी त्रिभुज का अंतःकेंद्र प्राप्त करना।
    • दुर्गम ऊँचाइयों, सरल आवर्त गति, किसी प्रक्षेप्य के परास और प्रकाश के परावर्तन का मॉडल बनाना।
    • घूर्णन सूत्र निगमित करना, xyxy वाले पद का विलोपन करना और द्वितीय घात के प्रत्येक समीकरण का विविक्तकर के चिह्न द्वारा वर्गीकरण करना।
    1. रेखाओं के बीच का कोण. किसी ऐसी रेखा की प्रवणता, जो ऊर्ध्वाधर नहीं है, उसके झुकाव कोण की स्पर्शज्या है; प्रवणताओं m1m_1 और m2m_2 वाली दो रेखाएँ लंबवत हैं यदि और केवल यदि 1+m1m2=01 + m_1 m_2 = 0, और यदि वे लंबवत नहीं हैं, तो उनके बीच का कोण θ\theta, tan⁡θ=∣m2−m11+m1m2∣\tan \theta = \abs{\frac{m_2 - m_1}{1 + m_1 m_2}} को संतुष्ट करता है, जो उनके दिशा सदिशों के अदिश गुणनफल वाले सूत्र से मेल खाता है।

      उपयोग करती है: 5. अंतर की कोज्या, 6. योग के सूत्र. आधार: B (प्रतिलोम फलन), D (समतल की विश्लेषिक ज्यामिति), F (पाइथागोरस सर्वसमिका), H (यूक्लिडीय ज्यामिति). सिद्ध किया गया: दो रेखाओं के बीच का कोण और त्रिकोणमिति के अनुप्रयोग.

    2. कोण समद्विभाजक और अंतःकेंद्र. दो प्रतिच्छेदी रेखाओं से समदूरस्थ बिंदु दो परस्पर लंबवत रेखाएँ बनाते हैं, कोण समद्विभाजक, जिनमें से प्रत्येक शीर्षाभिमुख कोणों के एक अलग युग्म को समद्विभाजित करती है; और किसी त्रिभुज के तीनों आंतरिक कोण समद्विभाजक, जिनमें से प्रत्येक सम्मुख भुजा को काटता है, एक आंतरिक बिंदु पर मिलते हैं, अंतःकेंद्र, जो अंतःवृत्त का केंद्र है।

      उपयोग करती है: 8. घात-न्यूनीकरण और अर्ध कोण. आधार: D (समतल की विश्लेषिक ज्यामिति), H (यूक्लिडीय ज्यामिति). सिद्ध किया गया: दो रेखाओं के बीच का कोण और त्रिकोणमिति के अनुप्रयोग.

    3. प्रक्षेप्य का परास. भौतिकी से गति के समीकरणों को स्वीकार करके, जो एकसमान क्षैतिज प्रगति को एकसमान त्वरित पतन के साथ जोड़ते हैं, चाल vv और उन्नयन θ\theta के साथ प्रक्षिप्त प्रक्षेप्य का परास v2sin⁡2θg\frac{v^2 \sin 2\theta}{g} है; यह θ=π4\theta = \frac{\pi}{4} के लिए अधिकतम है, और प्रत्येक कम परास ठीक दो कोणों से प्राप्त होता है, जो पूरक हैं।

      उपयोग करती है: 18. व्यापक हल, 7. द्विगुण कोण. सिद्ध किया गया: दो रेखाओं के बीच का कोण और त्रिकोणमिति के अनुप्रयोग.

    4. घूर्णन सूत्र. यदि अक्ष कोण θ\theta से घूमते हैं, तो नए निर्देशांक X=xcos⁡θ+ysin⁡θX = x \cos \theta + y \sin \theta और Y=−xsin⁡θ+ycos⁡θY = -x \sin \theta + y \cos \theta हैं, और दो बिंदुओं के बीच की दूरी नहीं बदलती।

      आधार: A (मात्रक वृत्त), C (ध्रुवीय निर्देशांक), F (पाइथागोरस सर्वसमिका), G (योग के सूत्र). सिद्ध किया गया: अक्षों का घूर्णन और द्वितीय घात का व्यापक समीकरण.

    5. घूर्णन के बाद के गुणांक. अक्षों को घुमाने पर समीकरण Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0Ax^2 + Bxy + Cy^2 + Dx + Ey + F = 0 अपना अचर पद बनाए रखता है, और XYXY का उसका नया गुणांक B1=Bcos⁡2θ−(A−C)sin⁡2θB_1 = B \cos 2\theta - (A - C) \sin 2\theta है।

      उपयोग करती है: 26. घूर्णन सूत्र, 7. द्विगुण कोण. सिद्ध किया गया: अक्षों का घूर्णन और द्वितीय घात का व्यापक समीकरण.

    6. xy वाले पद का विलोपन. यदि B≠0B \neq 0, तो एक अद्वितीय कोण θ\theta है, जो (0,π2)\ioo{0}{\frac{\pi}{2}} में है और जिसका घूर्णन B1B_1 को शून्य कर देता है: वह जो cot⁡2θ=A−CB\cot 2\theta = \frac{A - C}{B} को संतुष्ट करता है।

      उपयोग करती है: 27. घूर्णन के बाद के गुणांक. आधार: B (प्रतिलोम फलन). सिद्ध किया गया: अक्षों का घूर्णन और द्वितीय घात का व्यापक समीकरण.

    7. घूर्णन के निश्चर. घूर्णन के प्रत्येक कोण के लिए A1+C1=A+CA_1 + C_1 = A + C और B12−4A1C1=B2−4ACB_1^2 - 4A_1C_1 = B^2 - 4AC सत्य हैं।

      उपयोग करती है: 27. घूर्णन के बाद के गुणांक, 7. द्विगुण कोण. आधार: F (पाइथागोरस सर्वसमिका). सिद्ध किया गया: अक्षों का घूर्णन और द्वितीय घात का व्यापक समीकरण.

    8. विविक्तकर द्वारा वर्गीकरण. यदि AA, BB और CC सभी शून्य नहीं हैं और Δ=B2−4AC\Delta = B^2 - 4AC, तो समीकरण एक दीर्घवृत्त, एक बिंदु या कोई बिंदु नहीं निरूपित करता है यदि Δ<0\Delta < 0; एक परवलय, दो समांतर रेखाएँ, एक रेखा या कोई बिंदु नहीं यदि Δ=0\Delta = 0; और एक अतिपरवलय या दो प्रतिच्छेदी रेखाएँ यदि Δ>0\Delta > 0।

      उपयोग करती है: 26. घूर्णन सूत्र, 28. xy वाले पद का विलोपन, 29. घूर्णन के निश्चर. आधार: D (समतल की विश्लेषिक ज्यामिति). सिद्ध किया गया: अक्षों का घूर्णन और द्वितीय घात का व्यापक समीकरण.

ध्रुवीय रूप में सम्मिश्र संख्याओं की ओर. cos⁡α+isin⁡α\cos \alpha + i \sin \alpha को cos⁡β+isin⁡β\cos \beta + i \sin \beta से गुणा करने पर α+β\alpha + \beta की कोज्या और ज्या प्रकट होती हैं: योग के सूत्र सम्मिश्र संख्याओं के गुणन का नियम हैं, और बाद वाली इकाई उन्हें एक ही सूत्र में, डी मॉयवर सूत्र में, एकत्र करती है।