Svmmarivm
Haec lectio aeqvationes et inaeqvationes solvit in qvibvs incognita intra fvnctiones trigonometricas inest. Primvm solvtiones generales aeqvationvm , et in tota recta reali demonstrat, qvae solvtiones in vna conversione per fvnctiones inversas obtentas per periodicitatem extendvnt, et nvmerat qvot earvm in intervallvm datvm cadant. Deinde docet qvomodo eae aeqvationes qvae identitatibvs, factorizatione vel angvlis mvltiplicibvs solvvntvr ad has aeqvationes elementares redvcantvr, per aeqvalitatem dvorvm sinvvm vel dvorvm cosinvvm; aeqvationes lineares in sinv et cosinv per formam harmonicam solvit, cvm condicione solvbilitatis, atqve aeqvationes homogeneas, et ostendit qvomodo divisio solvtiones perdat et elevatio ad qvadratvm eas addat. Postremo inaeqvationes in vna conversione per circvmferentiam vnitariam et per tabvlas signorvm solvit, easqve periodice extendit.
Proposita discendi
- Solvtiones generales aeqvationvm elementarivm sinvs, cosinvs et tangentis demonstrare et adhibere, et earvm solvtiones in intervallo dato nvmerare.
- Aeqvationem trigonometricam ad aeqvationes elementares redvcere per identitates, factorizationem, aeqvalitatem dvorvm sinvvm vel dvorvm cosinvvm et formam harmonicam, et decernere qvando aeqvatio linearis in sinv et cosinv solvtionem habeat.
- Solvtiones agnoscere qvae dividendo amittvntvr et qvae ad qvadratvm elevando vel mvltiplicando addvntvr, et qvamqve solvtionem obtentam in aeqvatione originali examinare.
- Inaeqvationes trigonometricas in vna conversione per circvmferentiam vnitariam et per tabvlas signorvm solvere, earvmqve solvtionem generalem scribere.
Solvtiones generales aeqvationvm elementarivm
Aeqvatio trigonometrica est aeqvatio in qva incognita in argvmento fvnctionvm trigonometricarvm inest, vt vel ; eam solvere est copiam omnivm nvmerorvm realivm qvi ei satisfacivnt invenire. In lectione de fvnctionibvs trigonometricis inversis demonstratvm est theorema aeqvationvm elementarivm, qvod solvtiones aeqvationvm et in praebet. Iam vero sinvs et cosinvs periodvm habent, tangens avtem periodvm , ex lectione de fvnctionibvs trigonometricis earvmqve delineationibvs; ex qvo seqvitvr qvamqve solvtionem infinities iterari, et ad omnes describendas satis esse eas in intervallo nosse cvivs longitvdo periodvs sit. Factvm qvod ab tali intervallo ad totam rectam transire sinit varians est theorematis redvctionis ad primam conversionem, in lectione de angvlis eorvmqve mensvra demonstrati.
Sint et nvmeri reales. Pro omni reali exstat vnicvs nvmervs integer talis vt .
Mvtatio scalae intervallvm in primam conversionem, , transfert, et theorema redvctionis ad primam conversionem nvmervm integrvm qvaesitvm praebet. Figvra adhibet , et .
Demonstratio
Sit nvmervs qvi ex obtinetvr svbtrahendo et mvltiplicando per . Ex theoremate redvctionis ad primam conversionem, exstant vnicvs integer et vnicvm in talia vt .
Mvltiplicamvs per , qvi positivvs est et inaeqvalitates servat, et addimvs : nvmervs in intervallo postvlato est. In figvra, et .
Vnicitas: si integer qvoqve implet, svbtrahendo et mvltiplicando per obtinetvr in esse, ita vt sit alia decompositio similis ei primi gradvs; ex vnicitate qvam theorema redvctionis praebet, .
Sit nvmervs realis cvm . Solvtiones aeqvationis svnt nvmeri et , et aeqvationis nvmeri et , vbi nvmeros integros percvrrit. Pro omni reali , solvtiones aeqvationis svnt nvmeri , cvm integro. Si , aeqvationes sinvs et cosinvs solvtionem non habent.
Notatione copiarvm et connexivorvm logicorvm, theorema sic scribitvr:
Primvm in laboratvr, qvod est vna conversio, in dvo divisa: in sinvs stricte crescens est, ex theoremate monotoniae in intervallis principalibvs, qvod lectio de fvnctionibvs inversis ex axiomate percvrsvs per longitvdinem arcvs dedvcit, et in agit symmetria angvlorvm svpplementarivm, , ex lectione de rationibvs trigonometricis. Lemma eventvm ad totam rectam extendit, et aeqvatio cosinvs ad aeqvationem sinvs redvcitvr. Figvrae adhibent , cvm .
Demonstratio
Sit , qvod in est et implet. Cvm sinvs in eo intervallo stricte crescens sit, evndem valorem ibi bis non svmit: est vnica solvtio in primo dimidio conversionis. In circvmferentia vnitaria, est pvnctvm dimidii dextri qvod in altitvdine iacet.
Si in est, angvlvs in est et evndem sinvm habet ac . Ex gradv proxime svperiore, solvtio est prorsvs cvm : recta horizontalis altitvdinis dimidivm sinistrvm secat in pvncto symmetrico .
Sit nvnc nvmervs realis qvilibet. Ex lemmate, cvm et , scribitvr cvm in conversione considerata, et per periodicitatem . Itaqve solvtio est si et solvm si est vel .
Vicissim, omnis nvmervs harvm dvarvm familiarvm solvtio est, item per periodicitatem. In delineatione sinvs, recta cvrvam in dvobvs pvnctis in qvaqve periodo secat. Si vel , dvae familiae congrvvnt, qvia ab mvltiplo nvmeri differt, et vnicvm pvnctvm intersectionis in qvaqve periodo est.
Pro cosinv adhibentvr symmetria angvlorvm complementarivm, , et theorema angvlorvm complementarivm ex lectione de fvnctionibvs inversis, . Gradvm proxime svperiorem ad angvlvm adhibendo dvae familiae obtinentvr.
Explicando , familiae svnt et ; cvm nvmeros integros percvrrat dvm eos percvrrit, eae svnt qvae in envntiato. In circvmferentia, pvncta et , cvm , svnt dvae intersectiones rectae verticalis abscissae .
Pro tangente, periodi , lemma adhibetvr cvm et : si cvm in , vbi tangens est biiectio in , vnica solvtio est ; pvnctvm non nvmeratvr, qvia ibi tangens definita non est. Si , neqve sinvs neqve cosinvs valorem attingit, qvia eorvm valores in svnt.
Exempli gratia, cvm , solvtiones aeqvationis svnt eae dvarvm familiarvm infra scriptarvm; cvm in prima et in altera obtinentvr dvae qvae in svnt, scilicet et , vt in lectione de fvnctionibvs inversis.
Solvtiones aeqvationis dvas familias efficivnt, et , qvae simvl svnt mvltipla integra nvmeri ; eae aeqvationis svnt , qvae simvl svnt nvmeri . Hae dvae descriptiones compendiosae saepe adhibentvr:
Nvmervs solvtionvm in intervallo
Qvaestiones de aeqvationibvs trigonometricis plervmqve ad intervallvm restringvntvr, fere semper . Lemma dicit qvamqve familiam formae vnvm prorsvs membrvm in habere, qvaliscvmqve sit ; ex qvo seqvitvr nvmervs solvtionvm aeqvationvm elementarivm in qvavis conversione.
Sint et nvmeri reales. Si , vtraqve aeqvatio et dvas prorsvs solvtiones in habet, et si , vnam prorsvs. Aeqvatio vnam prorsvs solvtionem in habet.
Qvaeqve familia solvtionvm vnicvm membrvm conversioni affert, ex lemmate; satis est scire qvando dvae familiae sinvs, vel dvae cosinvs, vna eademqve familia sint. Figvrae adhibent , cvm et .
Demonstratio
Sit nvmervs realis. Ex lemmate, cvm , exstat vnicvs integer talis vt in sit: familia nvmerorvm , cvm integro, vnvm prorsvs membrvm in conversione habet.
Sit , in . Si dvae familiae sinvs membrvm commvne habent, eadem familia svnt, idqve prorsvs accidit cvm est vel , id est cvm . Itaqve, si dvae familiae dvas solvtiones distinctas conversioni affervnt, et si , vnam tantvm.
Sit , in . Dvae familiae cosinvs membrvm commvne prorsvs habent cvm est mvltiplvm integrvm nvmeri , id est cvm est vel , qvod aeqvivalet ad ; nvmeratio eadem est ac pro sinv.
Pro tangente vna sola familia est, cvivs membra consecvtiva intervallo distant, et lemma, cvm , ei vnvm prorsvs membrvm in dat. Id membrvm solvtio est, qvia nvmqvam est formae , vbi tangens definita non est: in est.
Argvmentvm oneratvr…