![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Справочник по элементарной математике, механике и физике.-1
.pdf100 |
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 (х + у) + sin (х — у)\,
cos х • cos у — -у - |cos (х + 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 / (Р — 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° — (В + |
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: