Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Справочник по элементарной математике, механике и физике.-1

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.21 Mб
Скачать

100

Тригонометрия

Если же угол больше 360°, то из его величины вычитается целое число «полных оборотов» по 360° и рас­ сматривается только величина остатка, меньшего 360°.

Н а п р и м е р :

sin 1000° = sin 280° = — sin 80° = — 0,9848 [1000° — 2-360° = 280°; 360° — 280° = 80°]

78. Основные формулы тригонометрии

а) Основные соотношения между тригонометричес­ кими функциями одного и того же угла:

sin2А + cos2А = 1, tg А =

б) Свойство дополнительных углов (дающих в сумме

90°):

sin (90° — о) = cos a; cos (90° — а) = sin а.

в) Формулы суммы и разности углов:

sin (х + у) = sin х cos у + cos х sin у, sin (х у) = sin х cos у — cos х sin у, cos (х + у) = cos х cos у — sin х sin у, cos (х — у) — cos х cos у + sin х sin у,

. , . , tgx-ftgy tg(x+ !/) = T^ tgxt-y,

tg x — t gy

Т ригонометрия

101

г) Формулы двойных углов:

sin 2х — 2 sin a: cos х, cos 2jc= cosI2 х sin 2 x,

[или: cos 2x =

1 — 2 sin 2 x,

 

cos 2 a; =• 2 cos2 x 1 ].

 

2 tg x

 

tg 2 * = T —

д) Формулы половинных углов:

sin

— ±

 

 

cos

 

'p / ' 1 + COS X

 

 

 

%

- T -

V

— COS X

t + 2

 

 

 

COS JC

(знак + или — определяется

 

по таблице на стр. 99).

Употребительны также формулы:

 

х

1 — cos х

 

tg -o -

 

Sin X

 

 

 

sin x

 

 

I

+ cos x '

e)Формулы преобразования алгебраических сумм триго­

нометрических функций в

произведения

(«приведение

к виду, удобному для логарифмирования»):

 

 

sin х + sin у = 2 sin

х + у

х — У

cos

2

 

 

102

Тригонометрия

 

 

х-\- у

х у

 

sin х — sin у = 2 cos — g—

sin — 2— ’

Х + У

cos

COS X + COS у 2 COS ---- 2----

 

л: -+• у

sin

cos x — cos у = 2 sin — g—

 

„ . х

+ У

= — 2 sin n

 

sin (x +

2

tg X + tg у =

y)

cos x cos у

 

sin (x 11)

tg X — tg у =

COS X COS 1/

х — У

2

у — х

. x — y

sin — о— >

ж) Формулы преобразования произведений тригоно метрических функций в алгебраические суммы:

1

sin д: • cos у = - g - |sin + у) + sin у)\,

cos х • cos у — -у - |cos + у) + cos (х — {/)],

sin х ■sin у = — -jj- |cos (x + у) — cos (x — y)\

79. Формулы косоугольных треугольников

а)

a

b

с

Теорема синусов: sjn ^

sin S

sin C

б)

Теорема косинусов: cos Л =

b" +

c2— a2

-------g ^ ------ ■

 

 

 

Тригономепгрия

 

103

 

 

 

 

 

а-\- Ь

tg

А + в

в)

Теорема тангенсов:

2

а b ~

tg

A - в -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

г)

Выражение

углов

треугольника через его сто­

роны-1):

 

 

 

 

 

 

 

 

.

А

 

1 / (р — Ь)(р — с)

 

s п ~2~ ~

V ----------- Ьс---------’

 

„ „ . А

 

ч / Р ( Р ~ а)

 

 

cos 2

 

V

 

be

 

 

 

А _ l / Ь)(р — с)

 

g 2

 

V

 

р(р а)

д)

Выражение радиуса

описанного круга через стороны

и углы треугольника:

 

 

 

 

 

 

 

 

а_______Ь

 

■с

 

° — 2 sin А ~~ 2 sin В

2 sin G'

 

о __________д +

Ь +

с_______

 

^

— 2 (sin А +

sin В +

sin С)

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л =

_________Р_________

 

 

 

А

В

С

 

 

 

 

4 cos -g- cos -g" cos -g-

’>

p — здесь и

дальше — полупернметр

треугольника

д+fr+gj

■(P =

104

Тригонометрия

е) Выражение радиуса вписанного круга через сторон

нуглы треугольника:

/(Р — “) (Р — Ь) (р — с)

 

 

Р

 

или

 

 

 

.

В

с

 

a sin “ 2" Sin —ГГ

 

 

cos

А

 

 

2

 

площади

треугольника

стороны и углы:

 

 

 

s = V T W -

а)(Р Ь) (р — с),

1

 

 

аа sin В sin С

S = ~2 ~ аЬ sin С и S :

2 sin А

 

 

 

80. Решение косоугольных треугольников

Данные

 

Решение

 

а, Ь, с

 

А

7 / (Р — ь) (р — с)

 

tg

2

— Г

р (р — а)

 

 

,

В

7 / (Р — с) (р — а)

 

 

tg

2

- К

p ip — b)

'

С7 / (р — а) (р — Ь)

tg 2 - V

р(р — с)

а, 6. С

а. В, С

а, Ь. А

Тригонометрия

 

 

 

 

105

 

 

 

 

 

 

 

П р о д о л ж е н и е

А + В

 

_

 

 

С

А — В

 

2

— 90

 

2

tg

2

а b

*8

А + В

(п0 найденным зна-

— а _|_ ь

2

 

А + В

и

А — В

 

 

 

чениям

2

2

 

вычисляем углы

 

 

 

 

 

a sin С

 

 

 

А и В)•

с -

sin А

 

 

А =

180° — +

Су,

 

 

Ь --

a sin В

 

С ---

a sin С

 

.

А \

А

 

 

 

sin

A

 

 

sin Л

 

Ь sin А

»); С =

 

180° — (Л +

By,

sin В = —

 

 

 

 

a sin С

 

 

 

 

с =

sin А

 

 

 

*) Если а >. Ь,

то В

имеет одно

значение, меньшее 90°.

Если а < Ь, но а

>

Ъ sin

А , то

В имеет два значения: В, < 90°

п В , = 180° — В,,

и

каждое

из них дает свое значение для С и с.

В этом случае задача допускает два решения (остроугольный и тупо­ угольный тр-ки).

Если а

<

Ь и а =

b

sin

А ,

то В =

90°

(треугольник прямоуголь­

ный).

<

 

и а

<

 

sin

Л, то

sin

В > 1, что невозможно,

Если а

Ь

b

и треугольника,

удовлетворяющего условиям задачи, не существует.

106

МЕХАНИКА

1.Предмет механики и ее части

Механика — наука о движении и силах. Она разде­ ляется на: 1) кинематику, изучающую только само движение, не интересуясь силами, которые его вызывают; 2) статику, изучающую силы, действующие так, что они

не производят

движения

(«взаимно уравновешиваются»),

и 3) динамику,

занимающуюся изучением взаимной связи

между силами и производимыми ими движениями.

Кроме

того,

механика

разделяется

на:

1) механику

абсолютно

твердого тела,

т. е. такого

тела,

которое ни

при каких условиях не деформируется; 2) механику изменяемого твердого тела (сопротивление материалов)

и3) механику жидкого и газообразного тела.

I.КИНЕМАТИКА

 

2.

Поступательное движение

 

Движение тела называется поступательным, если

все

его точки движутся совершенно одинаково, так

что

Еполне достаточно изучить движение одной точки

для

того,

чтобы знать и движение

всего тела. В поступатель­

ном

движении

всякая прямая,

соединяющая любые

две

Кинематика

107

точки тела, во все время движения остается параллельной самой себе (см. рис. 37).

3, Траектория

Линия, которую описывает движущаяся точка, назы­ вается ее траекторией. Движения точки разделяются на прямолинейные и криволинейные в зависимости от вида траектории.

4. Закон движения

Движение точки вполне определяется, если известна траектория движущейся точки и задан закон ее движе­ ния. дающий в зависимости от времени расстояние движу­ щейся точки от некоторой неподвижной начальной точки на траектории, причем расстояние измеряется по траекто­ рии Это • может быть сделано при помощи таблицы' (например расписание поездов), формулы или графика.

108

Кинематика

 

 

5. Равномерное

движение

 

Движение называется равномерным, если в

любые

равные

промежутки времени

точка проходит

одина­

ковые отрезки траектории. Скорость равномерного движе­

ния является постоянной и

измеряется

отношением прой­

денного

пути s к тому времени /, в

течение которого

путь был пройден:

 

 

 

 

S

(1)

 

v =

откуда

следует

 

 

 

s — vt

(1а)

(закон равномерного движения).

За единицу скорости принимается скорость такого равномерного движения, в котором в единицу времени про­ ходится единица расстояния (метр в секунду — м/сек, километр в час — км/час и т. д.). В системе CGS1) единица скорости 1 см/сек.

6. Вращательное движение

Вращательным движением или вращением назы­ вается такое движение твердого тела, при котором две его точки остаются во все время движения неподвижными;

эти

две

неподвижные

точки определяют проходящую

через

них

прямую — ось

вращения. Вращение наз. равно­

мерным, если в равные

промежутки времени тело пово­

рачивается

вокруг оси на равные углы. Отношение угла

') См. стр. 20.

 

 

Кинематика

 

 

 

 

 

 

109

поворота к соответствующему

времени

измеряет

угловую

скорость вращения.

скорости

на практике принимают

За единицу угловой

оборот в секунду или оборот

в минуту,

т.

е.

угловую

скорость такого

равномерного

вращения,

в

котором тело

за единицу времени (секунду

или минуту)

делает

один

полный оборот вокруг оси.

В

системе

CGS

единицей

угловой скорости является

радиан

в

секунду

(1/сек).

Она представляет угловую скорость,

при которой каждая

точка тела за

1

секунду

проходит путь,

равный

ее

рас­

стоянию от оси вращения. При этом

все тело поворачи­

вается на угол,

равный

приблизительно

57°17' (один

радиан).

выражающие

угловую

скорость

вращения:

Формулы,

 

о)

— 2т

(2),

<о =

—до— и

0,1 N,

 

 

2а)

где ш — угловая скорость

в

1/сек,

п — число

оборотов

в секунду, N — число оборотов в минуту.

которое

тело

Если Т период вращения

(время,

 

за

совершает полный оборот), то

Т =

 

и формула

(2)

при­

нимает вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3)

7. Линейная скорость при вращении

Скорость, с которой движемся отдельная точка вра­ щающегося тела, называется ее линейной скоростью. Она выражается формулами:

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ