सारांश
इस पाठ में ज्या, कोज्या और स्पर्शज्या के प्रतिलोम बनाए जाते हैं। चूँकि ये फलन आवर्ती हैं, ये एकैकी नहीं हैं, और इनका प्रतिलोम लेने के लिए इन्हें ऐसे अंतराल पर प्रतिबंधित करना पड़ता है जिस पर ये प्रत्येक मान केवल एक बार लें: ज्या को पर, कोज्या को पर और स्पर्शज्या को पर। चाप-लंबाई के अनुसार गमन के अभिगृहीत से, जो कहता है कि गमन करते बिंदु का भुज पहले आधे चक्कर में दृढ़तः घटता है, पाठ यह निगमित करता है कि कोज्या पर दृढ़तः ह्रासमान है; इससे और सममितियों से वह सिद्ध करता है कि ज्या और स्पर्शज्या अपने-अपने अंतरालों पर दृढ़तः वर्धमान हैं, और तीनों प्रतिबंध एकैकी आच्छादक हैं; प्रतिलोम ज्या, प्रतिलोम कोज्या और प्रतिलोम स्पर्शज्या को परिभाषित करता है, और उनके आलेख रेखा के सापेक्ष परावर्तनों के रूप में प्राप्त करता है। इसके बाद वह उन्हें परस्पर संबंधित करने वाली सर्वसमिकाएँ सिद्ध करता है, सावधानी से को, जो सदा सत्य है, से अलग करता है, जो केवल मुख्य मान अंतराल में सत्य है, और एक पूरे चक्कर में समीकरण , और हल करता है।
अधिगम उद्देश्य
- गमन के अभिगृहीत से कोज्या और ज्या की उनके मुख्य मान अंतरालों पर दृढ़ एकदिष्टता निगमित करना, उससे स्पर्शज्या की दृढ़ एकदिष्टता सिद्ध करना, और तीनों प्रतिलोमों को उनके प्रांतों और परिसरों सहित परिभाषित करना।
- प्रतिलोम ज्या, प्रतिलोम कोज्या और प्रतिलोम स्पर्शज्या के आलेखों को रेखा के सापेक्ष परावर्तनों के रूप में बनाना, और विशिष्ट बिंदुओं पर उनके मान परिकलित करना।
- प्रतिलोम फलनों की संघटन, सममिति और पूरक कोणों की सर्वसमिकाएँ सिद्ध करना, और त्रिकोणमितीय फलनों को उनके प्रतिलोमों के साथ मिलाने वाले व्यंजकों को सरल करना।
- प्रतिलोम फलनों और मात्रक वृत्त की सममितियों की सहायता से अंतराल में प्रारंभिक त्रिकोणमितीय समीकरण हल करना।
त्रिकोणमितीय फलनों का प्रतिबंध
पाठ्यक्रम I के फलनों की संक्रियाओं वाले पाठ के अनुसार, किसी फलन का प्रतिलोम होता है यदि और केवल यदि वह एकैकी आच्छादक हो, और तब प्रतिलोम का आलेख उस फलन के आलेख का रेखा के सापेक्ष परावर्तन होता है। अब, त्रिकोणमितीय फलन और उनके आलेख वाले पाठ में अध्ययन किए गए त्रिकोणमितीय फलन एकैकी नहीं हैं: ज्या और कोज्या का आवर्तकाल है, और स्पर्शज्या का आवर्तकाल , इसलिए प्रत्येक मान अनंत बार दोहराया जाता है। इससे भी अधिक, एक ही आवर्तकाल के भीतर भी मान दोहराए जाते हैं: त्रिकोणमितीय अनुपातों वाले पाठ में सिद्ध की गई संपूरक कोणों की सममिति से सत्य है। यदि ऐसा है, तो इन फलनों का प्रतिलोम लेने के लिए इन्हें ऐसे अंतराल पर प्रतिबंधित करना पड़ता है जिस पर वे एकैकी हों और अपने सभी मान लें। ऐसे अंतराल चुने जाते हैं जिनमें न्यून कोण हों और जिन पर फलन दृढ़तः एकदिष्ट हो।
कोज्या पर दृढ़तः ह्रासमान है; ज्या पर दृढ़तः वर्धमान है, और स्पर्शज्या पर दृढ़तः वर्धमान है।
मात्रक वृत्त के बिंदु के द्वारा ज्या और कोज्या की परिभाषा का, जो त्रिकोणमितीय अनुपातों वाले पाठ में है, और चाप-लंबाई के अनुसार गमन के अभिगृहीत का, जो कोण और उनकी माप वाले पाठ में स्वीकार किया गया, उपयोग किया जाता है। कोज्या की एकदिष्टता उस अभिगृहीत के आधे चक्कर के गुण का ही रूपांतर है; ज्या और स्पर्शज्या की एकदिष्टता उससे सिद्ध की जाती है।
प्रमाण
मान लीजिए और ऐसे हैं कि । बिंदु और उन चापों के अंतिम बिंदु हैं जिनकी लंबाइयाँ और हैं और जो से वामावर्त दिशा में चलते हैं; दोनों गमन के पहले आधे चक्कर में हैं, जो ऊपरी अर्धवृत्त को ढकता है।
अभिगृहीत के आधे चक्कर के गुण से, पहले आधे चक्कर के दौरान गमन करते बिंदु का भुज दृढ़तः घटता है: का भुज के भुज से बड़ा है। चूँकि परिभाषा से कोज्या का भुज है, भुजों के बीच की असमिका कोज्याओं के बीच की असमिका है।
अब मान लीजिए । उनके पूरक कोण को संतुष्ट करते हैं और में हैं; पूरक कोणों की सममिति से किसी कोण की ज्या उसके पूरक कोण की कोज्या है, और चूँकि कोज्या पर घटती है, ज्या पर बढ़ती है।
स्पर्शज्या के लिए, मान लीजिए । ऊपर के चरणों से और । पहले अंश को बढ़ाने और फिर हर को घटाने पर, दोनों के धनात्मक होने से, भागफल बढ़ता है।
स्पर्शज्या विषम है, क्योंकि वह विषम ज्या और सम कोज्या का भागफल है। यदि , तो उनकी विपरीत संख्याएँ को संतुष्ट करती हैं, और चिह्न बदलने पर ठीक ऊपर वाले चरण की असमिका उलट जाती है; यदि , तो स्पर्शज्या पर ऋणात्मक और पर धनात्मक है। अतः स्पर्शज्या पूरे अंतराल पर बढ़ती है।
एकैकी आच्छादक प्रतिबंध
फलनों की संक्रियाओं वाले पाठ की एकदिष्ट फलन प्रमेय के अनुसार, प्रत्येक दृढ़तः एकदिष्ट फलन एकैकी होता है। शेष यह है कि प्रत्येक प्रतिबंध अपने परिसर के सभी मान ले।
पर प्रतिबंधित ज्या पर एक एकैकी संगतता है; पर प्रतिबंधित कोज्या पर एक एकैकी संगतता है, और पर प्रतिबंधित स्पर्शज्या पर एक एकैकी संगतता है।
एकैकीपन ऊपर की प्रमेय से निकलता है। प्रत्येक प्रतिबंध अपने सभी मान लेता है, यह गमन के अभिगृहीत के आवरण गुण से निकलता है, जिसके अनुसार मात्रक वृत्त का प्रत्येक बिंदु से चलने वाले किसी चाप का अंतिम बिंदु है, और उस प्रमेयिका से जिसके अनुसार एक चक्कर बिंदुओं को नहीं दोहराता; दोनों कोण और उनकी माप वाले पाठ के हैं।
प्रमाण
ऊपर की प्रमेय से तीनों प्रतिबंध दृढ़तः एकदिष्ट हैं, और प्रत्येक दृढ़तः एकदिष्ट फलन एकैकी होता है: ऊपरी अर्धवृत्त के दो अलग-अलग कोणों के भुज अलग-अलग होते हैं।
मान लीजिए ऐसा है कि । नीचे दिया गया बिंदु मात्रक वृत्त पर है; आवरण गुण से और इसलिए कि एक चक्कर बिंदुओं को नहीं दोहराता, वह है, जहाँ , में एकमात्र संख्या है।
की कोटि ऋणात्मक नहीं है, और त्रिकोणमितीय अनुपातों वाले पाठ में दिए गए चतुर्थांशों के अनुसार चिह्नों से ज्या पर ऋणात्मक है: वह , में है, और उसकी कोज्या है। प्रतिबंधित कोज्या के सभी मान लेती है।
पूरक कोणों की सममिति से की ज्या की कोज्या है, और जब , में चलता है, तो उसका पूरक कोण में चलता है: प्रतिबंधित ज्या भी के सभी मान लेती है।
स्पर्शज्या के लिए, त्रिकोणमितीय फलन और उनके आलेख वाले पाठ की स्पर्शज्या के गुणधर्मों की प्रमेय कहती है कि उसका परिसर है: दिया हो, तो प्रवणता वाली रेखा, जो मूल बिंदु से होकर जाती है, दाएँ अर्धवृत्त को एक बिंदु पर काटती है, जिसमें , और के बीच है। यह आवर्तिता से भी दिखता है: यदि , तो में से का एक पूर्णांक गुणज घटाने पर, जैसा प्रथम चक्कर में समानयन में होता है, उस अंतराल की एक संख्या मिलती है जिसकी स्पर्शज्या वही है।
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