Svmmarivm
Haec lectio trigonometriam analyticam aperit, qvae relationes algebraicas inter fvnctiones trigonometricas investigat. Accvrate definit qvid sit identitas, aeqvalitas qvae in toto dominio commvni dvorvm membrorvm svorvm valet, et identitates fvndamentales colligit: reciprocas, qvotientis, Pythagoricas, paritatis et cofvnctionis, qvae praeterea vt longitvdines segmentorvm in circvmferentia vnitaria legvntvr. Methodvm docet identitatis demonstrandae, altervm membrvm in altervm avt vtrvmqve in eandem expressionem transformando, et ostendit cvr non liceat ab identitate proficisci eamqve qvadrare; vna exceptio, exemplvm contrarivm, satis est ad identitatem falsam refellendam. Qvamqve fvnctionem per aliam exprimit, cvm signo qvod qvadrans figit, expressiones simplificat dominio servato, radices algebraicas in fvnctiones trigonometricas per svbstitvtiones convertit et, parametro eliminato, in pvncto ellipsim et in pvncto hyperbolam agnoscit.
Proposita discendi
- Identitatem trigonometricam accvrate definire, dominivm eivs commvne determinare eamqve ab aeqvatione distingvere, atqve identitates fvndamentales colligere et demonstrare, etiam in earvm interpretatione geometrica vt segmenta.
- Identitates demonstrare altervm membrvm in altervm avt vtrvmqve in expressionem commvnem transformando, ratiocinationes vitiosas agnoscere et identitatem falsam exemplo contrario refellere.
- Qvamqve fvnctionem trigonometricam per aliam exprimere, cvm signo qvod qvadranti respondet, et expressiones dominio earvm servato simplificare.
- Svbstitvtionibvs trigonometricis vti ad expressiones cvm radicibvs transformandas, et parametrvm eliminare in parametrizationibvs trigonometricis ellipsis et hyperbolae.
Qvid sit identitas
Qvaedam aeqvalitates inter fvnctiones trigonometricas pro omni nvmero reali valent, vt , demonstrata in lectione de rationibvs trigonometricis et circvmferentia vnitaria; aliae, vt , pro qvibvsdam tantvm valoribvs, qvos in lectione de fvnctionibvs trigonometricis inversis invenire didicimvs. Differentia natvrae est: prima aeqvalitas aliqvid de omnibvs nvmeris affirmat, altera qvaestionem ponit. Atqvi verba «pro omni nvmero reali» accvrativs definienda svnt, qvia mvltae expressiones trigonometricae non in omnibvs nvmeris definivntvr.
Identitas trigonometrica est aeqvalitas inter dvas expressiones ex fvnctionibvs trigonometricis constrvctas qvae pro omnibvs valoribvs variabilis valet in qvibvs vtrvmqve membrvm definitvm est. Copia horvm valorvm est dominivm commvne identitatis. Aeqvalitas qvae pro qvibvsdam tantvm valoribvs dominii commvnis valet est aeqvatio, et hi valores eivs solvtiones svnt.
Dominivm non res parva est. Tangens definitvr vbi cosinvs non evanescit, et cotangens vbi sinvs non evanescit; ergo prodvctvm vtrivsqve definitvm est exacte cvm non est mvltiplvm integrvm ipsivs , et ibi valet :
In mvltiplis ipsivs identitas nihil affirmat, qvia primvm eivs membrvm nvllvm nvmervm designat. Eodem modo identitas est in dominio svo commvni, qvod mvltipla ipsivs exclvdit; tamen fvnctiones et non svnt aeqvales, qvia secvndvm lectionem cvrsvs I de operationibvs fvnctionvm dvae fvnctiones aeqvales idem dominivm habent, et altera definitvr, exempli gratia, in . Identitas igitvr dvas expressiones comparat tantvm vbi vtraqve sensvm habet.
Identitates fvndamentales
Identitates infra scriptae directo ex definitionibvs et ex theorematibvs partis svperioris obtinentvr; omnes ceterae ex eis dedvcvntvr.
In dominio commvni cvivsqve aeqvalitatis valent identitates reciprocae, qvotientis et Pythagoricae infra scriptae. Praeterea sinvs, tangens, cosecans et cotangens fvnctiones impares svnt, cosinvs avtem et secans fvnctiones pares; et qvaeqve fvnctio ipsivs est cofvnctio sva ipsivs , vbi sinvs et cosinvs, tangens et cotangens, secans et cosecans inter se cofvnctiones svnt.
Omnia in pvncto lectionis de rationibvs trigonometricis legvntvr: qvattvor fvnctiones reliqvae ibi vt qvotientes coordinatarvm eivs definitae svnt, et theorema symmetriarvm sinvs et cosinvs, in ea demonstratvm, pvncta symmetrica ipsivs respectv axis et rectae praebet. Ceterae identitates qvotientibvs et reciprocis svmendis obtinentvr. Figvra angvlvm acvtvm adhibet.
Demonstratio
Identitates reciprocae et qvotientis svnt definitiones tangentis, cotangentis, secantis et cosecantis: qvaeqve definitvr vbi denominator eivs non evanescit, et in hoc dominio prodvctvm fvnctionis et reciprocae eivs valet . In figvra sinvs et cosinvs coordinatae svnt ipsivs .
Pvnctvm distat ab origine: haec est prima identitas Pythagorica, in lectione de rationibvs trigonometricis demonstrata. Vbi , vtrvmqve eivs membrvm per dividitvr, et vbi , per ; per identitates gradvs svperioris ceterae dvae obtinentvr.
Pvnctvm symmetricvm ipsivs respectv axis est : per theorema symmetriarvm cosinvs par est et sinvs impar. Praesertim in dominio cvivsqve fvnctionis est exacte cvm in eo est, qvia pvncta in qvibvs sinvs et cosinvs evanescvnt symmetrica svnt.
Reciprocis et qvotientibvs svmendis signvm minvs apparet in fvnctionibvs qvarvm expressio sinvm semel tantvm continet: secans par est, cosecans avtem, tangens et cotangens impares svnt.
Pvnctvm symmetricvm ipsivs respectv rectae est : per theorema symmetriarvm haec reflexio sinvm et cosinvm permvtat.
Reciprocis et qvotientibvs svmendis etiam secans et cosecans, tangens et cotangens permvtantvr. Dominia inter se respondent: in dominio secantis est si et solvm si in dominio cosecantis est, qvia , et idem in ceteris accidit.
Sex fvnctiones vt segmenta
Nomina tangentis et secantis e geometria venivnt: pro angvlo acvto svnt longitvdines segmentorvm in linea tangente et in linea secante circvmferentiae vnitariae. Haec figvra classica vno in schemate sex fvnctiones et tres identitates Pythagoricas conivngit.
Sint , pvnctvm circvmferentiae vnitariae, pes perpendicvlaris ab eo ad axem dvctae, et . Recta qvae latvs terminale continet tangentem verticalem in secat in pvncto , et tangentem horizontalem in in pvncto . Tvm cosinvs, sinvs, tangens, secans, cotangens et cosecans ipsivs svnt, ordine, longitvdines segmentorvm qvae a ad , a ad , a ad , a ad , a ad et a ad pertinent; et theorema Pythagorae in triangvlo verticvm , et , et in triangvlo verticvm , et , est, ordine, secvnda et tertia identitas Pythagorica.
Figvra segmentvm post segmentvm percvrritvr. Instrvmentvm est id qvod in lectione de rationibvs trigonometricis significationem tangentis dedit: recta qvae latvs terminale continet per originem transit et declivitatem habet, ita vt eivs aeqvatio sit .
Demonstratio
Ex definitione coordinatae ipsivs svnt cosinvs et sinvs; segmentvm horizontale a ad abscissam metitvr, verticale avtem a ad ordinatam, ambae in primo qvadrante positivae.
Tangens circvmferentiae in est recta . Svbstitvendo in aeqvationem lateris terminalis obtinetvr : segmentvm a ad , in linea tangente sitvm, metitvr .
Pvnctvm est pvnctvm per mvltiplicatvm, qvia . Cvm distet ab origine, distat : segmentvm a ad , in linea secante sitvm, secantem metitvr.
Triangvlvm verticvm , et rectvm est in , cvm cathetis et et hypotenvsa . Theorema Pythagorae in eo est secvnda identitas Pythagorica.
Tangens in est recta . Svbstitvendo in fit ; et cvm , pvnctvm est per mvltiplicatvm. Ergo segmentvm a ad cotangentem metitvr, et segmentvm a ad cosecantem.
Triangvlvm verticvm , et rectvm est in , cvm cathetis et et hypotenvsa : ex eo seqvitvr tertia identitas Pythagorica. Angvlvs eivs in metitvr , et in eo cotangens ipsivs est cathetvs opposita: est tangens angvli complementaris.
In figvra etiam legitvr secantem et cosecantem angvli acvti maiores esse qvam , qvia svnt hypotenvsae triangvlorvm qvorvm cathetvs longitvdinem habet, et tangentem minorem esse qvam secantem. Prima identitas Pythagorica est, eodem modo, theorema Pythagorae in triangvlo verticvm , et .
Argvmentvm oneratvr…