- •2. General Information, Conversion Tables, and Mathematics
- •Table 2.6 Abbreviations and Standard Letter Symbols
- •Table 2.7 Conversion Factors
- •2.1.1 Conversion of Thermometer Scales
- •2.1.3 Barometry and Barometric Corrections
- •Table 2.13 Viscosity Conversion Table
- •Table 2.15 Hydrometer Conversion Table
- •Table 2.16 Pressure Conversion Chart
- •Table 2.17 Corrections to Be Added to Molar Values to Convert to Molal
- •Table 2.21 Transmittance-Absorbance Conversion Table
- •2.2 Mathematical Tables
- •2.2.1 Logarithms
- •2.3 Statistics in Chemical Analysis
- •2.3.1 Introduction
- •2.3.2 Errors in Quantitative Analysis
- •2.3.3 Representation of Sets of Data
- •2.3.4 The Normal Distribution of Measurements
- •2.3.5 Standard Deviation as a Measure of Dispersion
- •2.3.7 Hypotheses About Means
- •2.3.10 Curve Fitting
- •2.3.11 Control Charts
- •Bibliography
2.102 |
SECTION 2 |
2.2 MATHEMATICAL TABLES
2.2.1Logarithms
2.2.1.1Properties and Uses
Definition of Logarithm. |
The |
logarithm |
x |
|
|
of the number |
N |
to the base |
b is the exponent of the |
|
power to which |
b must be raised to give |
N |
. That is, |
|
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||||
|
|
|
log b N |
x |
or |
b x N |
|
|||
The number |
N is positive and |
b |
may be any positive number except 1. |
|
|
|||||
Properties of |
Logarithms |
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|
1. The logarithm of a product is equal to the sum of the logarithms of the factors; thus, |
|
|||||||||
|
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log b |
M |
·N |
log b M |
log b |
N |
|
|
2. The logarithm of a quotient is equal to the logarithm of the numerator |
minus the |
logarithm of |
|
|||||||
the denominator; thus, |
|
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|
log |
|
M |
|
log b M |
log b |
N |
|
|
|
|
b |
N |
|
3.The logarithm of a power of a number is equal to the logarithm of the base multiplied by the exponent of the power; thus,
log b M p p · logb M
4.The logarithm of a root of a number is equal to the logarithm of the number divided by the index of the root; thus
|
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log |
|
pq |
|
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|
|
1 |
log |
|
M |
|
|
|
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||
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b |
M |
|
|
b |
|
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||||||||
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||||||||||
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q |
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Other properties of logarithms: |
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log |
b b |
1 |
log |
|
pq |
|
|
p |
log b M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
b |
M p |
|
|
|
|
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|||||||||||||
|
q |
|
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||||||||||||||
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log |
b1 |
0 |
log |
|
N |
log a |
N |
· logb |
a |
|
log |
a |
N |
|
|
|
||||||
|
b |
log |
a |
b |
|
|
|||||||||||||||||
log |
b( |
b N ) N |
b |
log b N |
|
N |
|
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|||||||
Systems of Logarithms. |
There are two common systems of logarithms in use: (1) the |
|
|
|
natural |
||||||||||||||||||
(Napierian or hyperbolic) system which uses the base |
|
|
|
|
|
|
|
|
e 2.71828(2)the. . . ; |
common |
(Brigg- |
||||||||||||
sian) system which uses the base 10. |
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We shall use the abbreviation |
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log N inlogthis10 Nsection. |
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||||||||||
Unless otherwise stated, tables of logarithms are always tables of common logarithms. |
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||||||||||||||||
Characteristic of a Common Logarithm of a Number. |
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Every |
real |
positive |
number |
has a real |
|
||||||
common logarithm such that if |
|
a |
b , log |
a |
Neitherlogb zero. nor any negative number has a |
|
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||||||||||||||||
real logarithm. |
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A common logarithm, in general, consists of an integer, which is called the |
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characteristic, |
and |
||||||||||||||||
a decimal (usually endless), which is called the |
|
|
|
mantissa. |
The characteristic of any number may be |
|
|||||||||||||||||
determined from the following rules: |
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GENERAL INFORMATION, CONVERSION TABLES, AND MATHEMATICS |
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2.103 |
|
Rule I. |
|
The characteristic of any number greater than 1 is one less than the number of digits |
|
|||
before the decimal point. |
|
|
|
|||
Rule II.* |
The characteristic of a number less than 1 is found by subtracting from 9 the number |
|
||||
of ciphers between the decimal point and the first significant digit, and writing |
10 after the result. |
|||||
Thus the characteristic of log 936 is 2; the characteristic of log 9.36 is 0; of log 0.936 is 9 |
10; |
|||||
of log 0.00936 is 7 |
10. |
|
|
|
||
Mantissa |
of a |
Common Logarithm of a Number. |
An important consequence of the use of base |
|
||
10 is that |
the |
mantissa |
of a number is independent of the |
position of the decimal |
point. Thus |
|
93 600, 93.600, 0.000 936, all have the same mantissa. Hence in Tables of Common Logarithms
only mantissas are given. A five-place table gives the values of the mantissa correct to five places of decimals.
Since it is possible to obtain logarithms by using hand calculators, this Handbook contains no logarithm tables.
Helpful Hints
1.When connecting numbers to logarithms, use as many decimal places in the mantissa as there are significant digits in the number.
2.When finding the antilogarithm, keep as many significant digits as there are decimal places in the mantissa.
Examples: |
log 10.35 1.0149;antilog |
0.065 1.16. |
* Some writers use a dash over the characteristic to indicate a negative value; for example,
log 0.004657 7.6681 10 3.6681
2.104 |
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SECTION |
2 |
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TABLE 2.23 |
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Derivatives and Differentiation |
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Rules for differentiation. |
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|
From Baumeister and Marks, |
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|
Standard Handbook for Mechanical Engineers, |
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|
7th ed., McGraw-Hill Book |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Company, New York (1967); by permission. |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
To find the derivative of a given function at a given point: (1) If the function is given only by a curve, |
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
measure graphically the slope of the tangent at the point in question; (2) if the function is given by a mathematical |
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
expression, use the following rules for differentiation. These rules give, directly, the differential, |
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|
dy, in terms of |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
dx; to find the derivative, |
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dy/dx, divide through by dx. |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Here |
u , v , w |
, . |
|
|
. |
.represents any functions of a variable |
|
x , or may themselves be independent variables. |
|
|
a |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
is a constant which does not change in values in the same discussion; |
|
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|
e |
2.71828. |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|||||||||
1. |
d(a u ) du |
|
|
|
|
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|
|
2. |
d(au ) a du |
|
|
|
|
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|
|
|
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|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. |
d(u v w · · ·) du dv dw · · · |
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. |
d(uv ) u dv v du |
|
|
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|
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|
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|
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|
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|
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|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||
5. |
d(uvw |
|
|
|
. . .) |
(uvw |
. . .) |
du |
|
dv |
dw · · · |
|
|
|
|
|
|
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|
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u v |
w |
|
|
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|
|
||||
6. |
|
u |
|
|
|
v du |
|
u dv |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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7. |
d(u |
m |
) mu |
m |
|
1 |
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|
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||||||||||||||||
d |
|
|
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|
v 2 |
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du |
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|||||||||||||||||||||||||||
|
|
v |
|
|
|
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Thus, |
d(u 2 ) 2u du ;d(u 3) 3u 2du ; etc. |
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|||||||||||||||||||||||
8. |
dp |
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|
du |
|
|
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|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
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9. |
d |
|
1 |
|
|
du |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|||||||||||||||||||||||||
u |
|
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2 p |
|
u |
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u |
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|
u 2 |
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||||||||||||
10. |
d(e u ) eu du |
|
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11. |
d(a u ) (ln |
a )a u |
du |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
12. |
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du |
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13. |
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du |
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du |
||||||||||||||||
dln |
u |
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dlog 10 |
u |
(log 10 |
e ) |
|
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|
(0.4343 . . . |
) |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
u |
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|
|
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u |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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u |
||||||
14. |
dsin u |
cosu du |
|
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|
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|
15. |
dcscu cot u |
cscu du |
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16. |
dcosu |
sin u du |
|
|
|
|
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|
17. |
dsecu |
tan |
|
|
|
u |
|
secu du |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
18. |
dtan |
|
u |
|
|
|
2 |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
19. |
dcot u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|||||||||||||||||
|
sec u du |
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
cscu du |
|
|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
20. |
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|
1 |
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|
|
|
du |
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22. |
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23. |
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24. |
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1 |
u |
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du |
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25. |
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du |
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1 u 2 |
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1 |
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u 2 |
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26. |
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27. |
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2 du |
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28. |
dln cos u tan |
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u du |
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29. |
dln cot u |
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2 du |
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30. |
dsinh |
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cosh u du |
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31. |
dcschu |
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coth u du |
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32. |
dcosh u |
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u du |
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33. |
dsech u |
sech u |
tanh u du |
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34. |
dtanh |
|
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u |
|
sech |
2 |
u du |
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35. |
dcoth u |
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2 |
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cschu du |
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36. |
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1 |
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du |
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37. |
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1 |
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du |
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u 2 1 |
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u pu 2 1 |
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38. |
dcosh 1 |
u |
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du |
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39. |
dsech 1 |
u |
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du |
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p |
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u 2 1 |
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1 |
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u 2 |
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40. |
dtanh |
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1 |
u |
|
du |
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41. |
dcoth 1 |
u |
|
du |
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u 2 |
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u 2 |
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1 |
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1 |
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42. |
d(u v ) (u v 1 )(u |
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ln |
u dv v du) |
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GENERAL |
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INFORMATION, |
CONVERSION TABLES, |
AND |
MATHEMATICS |
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2.105 |
|||||||||||||||||||||||||||
TABLE 2.24 |
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Integrals |
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|||||||||||||||
From Baumeister and Marks, |
|
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|
|
Standard Handbook for Mechanical Engineers, |
7th ed., McGraw-Hill Book |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Company, New York (1967); by permission. |
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||||||||||||||||||||||||||||||
|
An integral of |
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|
f (x ) dxis any function whose differential is |
|
f (x ) dx, and is denoted by |
f (x ) dx. All the integrals |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
of |
f (x ) dx are included in the expression |
|
|
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|
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|
f (x ) dx C |
, where |
f(x ) dx is any particular integral, and |
C is an |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
arbitrary constant. The process of finding (when possible) an integral of a given function consists in recognizing |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
by inspection a function which, when differentiated, will produce the given function; or in transforming the |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
given function into a form in which such recognition is easy. The most common integrable forms are collected |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
in the following brief table; for a more extended list, see Peirce, |
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|
Table of Integrals, |
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Ginn, or Dwight, |
Table of |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Integrals and |
other Mathematical Data, |
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Macmillan. |
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General formulas |
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1. |
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a du a |
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du |
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au |
C |
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2. |
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(u v ) dx |
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u dx |
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v dx |
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3. |
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u dv uv |
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v du |
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4. |
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f (x ) dx |
|
f [F (y )]F (y ) dy, x F (y ) |
|||||||||||||||||||||||||||||||
5. |
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dy |
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f(x , y ) dx |
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dx |
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f(x , y ) dy |
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Fundamental integrals |
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||||
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|
x n |
|
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|
n 1 |
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|
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|
|
|
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|
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|
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|
|
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|||||||||
6. |
dx |
|
|
x |
|
C |
|
, when |
|
n |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||
n 1 |
|
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|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
x |
|
|
|
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7. |
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dx |
ln |
|
x |
C |
|
ln |
cx |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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8. |
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e x dx ex |
C |
|
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||||||||||||||||||||||||
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|||||||||||||||||||||||||||||||||
9. |
sin x dx cosx |
C |
|
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10. |
cosx dx sin x |
C |
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|
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|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11. |
|
dx |
cot x |
C |
|
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|
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|
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|
|
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12. |
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dx |
tan x C |
|
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sin2 x |
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|
|
cos2 x |
|
|
|
|
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|||||||||
13. |
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|
dx |
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|
1 |
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1 |
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|
||||
p |
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|
|
|
sin |
|
|
|
|
x |
|
C cos |
|
x |
c |
|
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1 x 2 |
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Integrals ( |
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GENERAL |
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CONVERSION |
TABLES, |
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2.109 |
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TABLE 2.24 Integrals ( |
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Transcendental functions ( |
continued |
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2 |
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88. |
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sech x dx 2 tan |
1( e x ) C |
|
|
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89. |
|
cschx dx |
ln tanh |
|
x |
C |
|||||||||||||||||||||
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||
90. |
sinh 2 x dx 1 ⁄2 sinh |
|
x |
cosh x |
1 ⁄2x |
|
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C |
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|
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|||||||||||||||||||||
|
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||||||||||||||||||||||||||
91. |
cosh2 x dx 1 ⁄2 sinh |
|
x |
cosh 1 ⁄2x C |
|
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|||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||
92. |
sech |
2 |
x dx tanh |
|
x |
C |
|
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|
93. |
|
2 |
|
|
|
|
C |
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||||||||||||||||
|
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cschx dx coth x |
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|||||||||||||||||||||||||
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2.2.2Surface Areas and Volumes*
Let a , b , c , d, and |
s denote lengths, |
|
A denote areas, and |
V |
denote volumes. |
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|||
Triangle. |
A bh /2, where |
b |
denotes the base and |
h |
the altitude. |
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|||
Rectangle. |
A |
ab , where |
a |
and b |
denote the lengths of the sides. |
|
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||
Parallelogram |
|
(opposite sides parallel). |
A ah |
ab |
sinwhere, |
|
a |
and |
b |
denote the sides, |
h |
|||
the altitude, and |
the angle between the sides. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Trapezoid |
(four |
sides, two parallel). |
A 1 ⁄2h (a |
whereb ), |
a and |
b |
are |
the |
sides and |
h |
the |
|||
altitude. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* Adapted by permission from Burington, |
Handbook of Mathematical Tables and Formulas, |
3d. ed., McGraw-Hill Book |
Company, New York (1959). |
|
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2.110 |
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SECTION 2 |
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||||
Regular Polygon of |
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n |
Sides |
(Fig. 2.1) |
|
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||||||||||||||||||||||||||
A |
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1 |
|
na 2 ctn |
180 |
|
|
|
where |
|
|
|
a is length of side |
|
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n |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||
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4 |
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||
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|
a |
|
|
180 |
|
|
|
|
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||||||||||
R |
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|
|
|
csc |
|
|
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|
|
|
|
where |
R |
|
is radius of circumscribed circle |
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
n |
|
|
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|||||
r |
|
a |
|
ctn |
|
180 |
|
|
|
|
where |
|
|
r |
is radius of inscribed circle |
|
|
|
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|
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|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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|
n |
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
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|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
||||
|
|
|
360 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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FIGURE 2.1 |
|||||||
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|
radians |
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|||||||||
|
|
n |
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|||||||||||||
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|
||||
|
|
n 2 |
|
· 180 |
|
n |
2 |
|
radians |
|
where |
|
and are the angles indicated in |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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Fig. 2.1 |
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||||||||||||||||||||||||
a |
2r |
tan |
|
|
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|
2R |
|
sin |
|
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|
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||||||||||||
2 |
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|
|
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|||||||||||||||||||||
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2 |
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||||||||
Circle (Fig. 2.2). |
|
Let |
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|||||||||||||||||||
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C |
|
circumference |
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S |
length of arc subtended by |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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R |
|
radius |
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l |
chord subtended by arc |
|
S |
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|||||||||||||||||||||||||
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D |
|
diameter |
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h |
rise |
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||||||||||
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A area |
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central angle in radians |
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C |
2 R |
|
D |
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3.1415 9 . . . |
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||||||||||||||||||||||||||||||||
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S |
R |
|
1 |
⁄2D D |
|
|
1 |
d |
|
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|||||||||||||||||||||||
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|
cos |
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|
|
R |
|
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||||||||||||||||||||||||
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l 2pR |
2 |
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2 |
2R |
sin |
2dtan |
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d |
2 |
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|
2 |
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|||||||||||||||||||||||||||||
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|
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|
d 1 ⁄2p |
|
|
|
|
R |
cos |
|
1 ⁄2l ctn |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
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|
|
4R 2 l2 |
|
|
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|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
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|
|
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|
|
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|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
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|
FIGURE 2.2 |
|||||||||
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|
|
h |
R |
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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||||||||||||
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|
|
S |
|
|
|
|
|
|
2S |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
l |
|
|
|
|
|
1 |
l |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
R |
|
|
D |
|
|
|
|
2 cos |
R |
|
2 tan |
|
|
|
|
|
|
2 sin |
|
D |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
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|
|
2d |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A (circle) R 2 1 ⁄4 D |
2 |
|
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|||||||||||||||||||||||
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A |
(sector) 1 ⁄2Rs |
|
1 ⁄2R |
2 |
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|||||||||||||||||||||
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A (segment) |
|
|
A (sector) A (triangle) |
|
1 ⁄2R 2 ( sin ) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
R |
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
cos |
|
|
|
|
R |
|
|
(R h )p2Rh |
h |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
GENERAL INFORMATION, CONVERSION |
TABLES, AND |
MATHEMATICS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.111 |
|||||||||||||
Perimeter of |
n -sided regular polygon inscribed in a |
|
|
|
circle |
2nR sin |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Area of inscribed polygon |
|
|
|
1 ⁄2nR 2 |
sin |
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Perimeter of |
n -sided regular polygon circumscribed about a |
|
|
circle 2nR |
tan |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
n |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Area of circumscribed polygon |
|
|
nR |
2 tan |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Radius of circle inscribed in a triangle of sides |
|
|
a , b , and |
|
c is |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
r q |
(s a )(s b )(s c ) |
|
|
|
s 1 ⁄2(a b c ) |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Radius of circle circumscribed about a triangle is |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
abc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
4p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s (s |
|
a )(s b )(s c ) |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Ellipse (Fig. 2.3). |
A ab |
, |
where |
|
a and |
b are lengths of semimajor |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
and semiminor axes, respectively. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Parabola |
(Fig. 2.4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
2ld |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FIGURE |
2.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d(l2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Height of |
|
d1 |
l12) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Width of |
l1 l q |
d d1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
d |
l |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 l |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Length of arc |
l |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
2d 2 |
|
2 |
|
2d |
|
4 |
· · · |
|
|
FIGURE |
2.4 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Area by Approximation |
(Fig. 2.5). |
|
If y 0 , y 1 , y 2 , . |
. . y,n |
are the length of a series of equally |
||||||||||||||||||||||||||||||||
spaced parallel chords, and if |
h |
is their distance apart, the area enclosed by the boundary is given |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
approximately by any one of the following formulae: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
A T h [ 2⁄(y 0 |
y n ) y 1 y2 |
· · · |
y n 1 ] |
|
|
(Trapezoidal Rule) |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FIGURE 2.5
2.112 |
|
|
|
|
|
|
SECTION 2 |
|
|
|
|
|
||
A D |
h [0.4(y 0 |
y n ) 1.1(y 1 y n 1 ) y2 |
y3 · · · y n 2] |
(Durand’s Rule) |
||||||||||
A S 1 ⁄3h [(y 0 y n ) 4(y 1 y3 · · · y n 1 ) 2(y2 y4 · · · y n 2)] |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(n |
even, Simpson’s Rule) |
||
In general, |
givesA S the most accurate approximation. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
The greater the value of |
|
n , the greater the accuracy of approximation. |
|
|
||||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
Cube. |
V a |
;d a p2;total surface |
area |
a is length of side and |
dis length of |
|||||||||
|
6a where, |
|||||||||||||
diagonal. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rectangular Parallelopiped. |
|
|
V abc |
;d p |
|
;total surface |
area |
2(ab bc |
||||||
|
|
a 2 b 2 c 2 |
||||||||||||
ca ), where |
a , b , and c |
are the lengths of the sides and |
dis length of diagonal. |
|
|
|||||||||
Prism or Cylinder |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V (area of base) · (altitude)
Lateral area (perimeter of right section) · (lateral edge)
|
Pyramid or Cone |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
1 ⁄3(area of base) · (altitude) |
|
|
|
||||
|
|
Lateral area of regular pyramid |
|
|
|
1 ⁄2(perimeter of base) · (slant height) |
|
|
||||||
|
Frustum of Pyramid or Cone. |
V |
1 ⁄3(A 1 |
A2 p |
|
)h , where |
h |
is the altitude and |
A 1 and |
|||||
|
A 1 ·A2 |
|||||||||||||
A 2 are the areas of the bases. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Lateral area of a regular figure |
1 ⁄2(sum of perimeters of base) · (slant height) |
|
|
|||||||||
|
Prismoid |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
h |
(A 1 A2 4A3 ) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
where |
h |
altitude, A 1 and |
A 2 are the areas of the bases, and |
|
A 3 is the area of the midsection parallel |
|
||||||||
to bases. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Area of Surface and Volume of Regular Polyhedra of Edge l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Name |
Type of surface |
|
Area of surface |
Volume |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Tetrahedron |
4 equilateral triangles |
1.73205 |
|
l 2 |
0.11785 |
l 3 |
|
|||||
|
|
Hexahedron (cube) |
6 squares |
|
6.00000 |
|
l 2 |
1.00000 |
l 3 |
|
||||
|
|
Octahedron |
8 equilateral triangles |
3.46410 |
l 2 |
0.47140 |
l 3 |
|
||||||
|
|
Dodecahedron |
12 pentagons |
|
20.64578 |
|
l 2 |
7.66312l 3 |
|
|||||
|
|
Icosahedron |
20 equilateral triangles |
8.66025 |
l 2 |
2.18170 l 3 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sphere |
(Fig. 2.6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
(sphere) |
4 R 2 D 2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
A (zone) |
2 Rh |
1 Dh |
1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
V |
(sphere) |
4⁄3 R |
3 1 ⁄8 D |
3 |
|
|
|
|
|
|
GENERAL INFORMATION, CONVERSION |
TABLES, AND MATHEMATICS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
V (spherical sector) |
|
2 |
|
2 |
1 |
1 |
⁄6 D |
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
⁄3 R h |
|
h 1 |
|
|||||||||||
V |
(spherical segment of one base) |
|
1 ⁄6 h 3(3r 32 h 32) |
|
|
|
|
|
|||||||||
V |
(spherical segment of two bases) |
|
1 ⁄6 h 2(3r 32 3r 22 h 22) |
|
|||||||||||||
|
|
|
A (lune) |
2R 2 |
|
|
where |
is angle |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
in radians of lune |
|
||||||
|
Ellipsoid. |
V |
4⁄3 abc , where |
|
a , b , and |
c |
are the lengths |
|
|||||||||
of the semiaxes. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Torus (Fig. 2.7) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
V |
2 2Rr |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Area of surface |
|
S 4 2Rr |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.2.3 Trigonometric Functions of an Angle |
|
|
|
|
|
||||||||||||
Let |
x be any angle whose initial side lies on the positive |
|
|
|
x axis and |
||||||||||||
whose vertex is at the origin, and ( |
|
x, y ) be any point on the terminal |
|
||||||||||||||
side of the angle. ( |
|
x is positive if measured along |
|
|
OX |
|
to the right, from |
||||||||||
the |
y axis; and negative, if measured along |
|
|
OX to the left from the |
y |
||||||||||||
axis. Likewise, |
y |
is positive if measured parallel to |
|
|
|
OY, |
and negative |
||||||||||
if |
measured parallel |
to |
OY .) Let |
r |
be the positive distance from the |
|
|||||||||||
origin to the point. The trigonometric functions of an angle are defined |
|
|
|
|
|
||||||||||||
as follows: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sine |
|
|
sin |
|
|
|
|
y |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
cosine |
|
cos |
|
|
|
|
x |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
tangent |
|
tan |
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
cotangent |
ctn |
cot |
x |
|
|
|||||||||
|
|
|
y |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
secant |
|
|
sec |
|
|
|
|
r |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
cosecant x |
csc |
|
|
|
|
r |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
y |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
exsecant |
x |
exsec |
|
|
sec 1 |
|||||||||
|
|
|
versine |
|
vers |
|
|
|
|
1 |
cos |
||||||
|
|
|
coversine |
covers |
|
|
|
1 |
sin |
||||||||
|
|
|
haversine |
|
hav |
|
|
|
|
|
1 ⁄2 vers |
2.113
FIGURE 2.6
FIGURE 2.7
FIGURE 2.8
2.114 |
SECTION 2 |
2.2.3.1Signs of the Functions
Quadrant |
sin |
|
cos |
tan |
ctn |
sec |
csc |
|
|
|
|
|
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I |
|
|
|
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|
|
II |
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III |
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|
|
IV |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
2.2.3.2Relations between the Functions of a Single Angle*
|
sin |
2 |
x |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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cos x 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
tan |
|
x |
sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
cosx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
cot x |
1 |
|
|
cos x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
||||||||
|
|
|
|
|
tan x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
tan |
|
x sec x |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 cot x cscx |
sin2 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FIGURE 2.9 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tan x |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
sin x p1 cos x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
p1 |
tan |
2 |
x |
p1 |
2 |
x |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cot |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cot x |
|
|
|
|
|
|
|
cosx p1 sin2 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
p1 |
tan |
2 |
x |
p1 |
2 |
x |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cot |
|||||||||||||||
2.2.3.3 |
Functions of Negative Angles. |
|
|
|
|
|
|
|
|
sin( x ) sin x ; cos( x ) cos x ; tan( x ) |
|||||||||||||||||||||||||||
tan |
x . |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.3.4 |
Functions of the Sum and Difference of Two Angles |
|
|
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|
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|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
sin(x |
y ) sin x |
cosy |
cosx |
sin y |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
cos(x |
y ) cosx |
|
cosy |
sin x |
sin y |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
tan( x |
y ) |
|
|
tan |
x tan |
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
tan x tan y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
cot(x |
y ) |
cot x |
cot y 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
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|
|
|
|
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|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cot x cot y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
sin(x |
y ) sin x |
cosy |
cosx |
sin y |
|
|
|
|
* From Baumeister and Marks, |
Standard Handbook for Mechanical Engineers, |
7th ed., McGraw-Hill Book Company, New |
York (1967); by permission. |
|
|
GENERAL INFORMATION, CONVERSION TABLES, AND MATHEMATICS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.115 |
||||||||||
|
|
cos(x |
y ) cosx cosy |
sin x sin y |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
tan( x |
y ) |
|
tan x |
tan |
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
tan x |
tan |
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
cot(x |
y ) |
cot x cot y 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
cot y |
cot x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
sin x sin y 2 sin 1 ⁄2(x |
y ) cos1 |
2⁄(x |
y ) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
sin x sin y 2 cos1 2⁄(x |
y ) sin 1 ⁄2(x |
y ) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
cosx cosy 2 cos1 2⁄(x |
y ) cos1 |
2⁄(x |
y ) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
cosx cosy 2 sin 1 ⁄2(x |
|
y ) sin 1 ⁄2(x y ) |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
tan |
x tan |
|
y |
sin(x y ) |
|
|
|
|
|
cot x |
cot y |
|
sin(x y ) |
|
|
|
|
|||||||
|
cosx cosy |
|
|
|
|
sin x sin y |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
tan |
x tan |
|
y |
sin(x y ) |
|
|
|
|
|
cot x |
cot y |
|
sin(y x ) |
|
|
|
|
|||||||
|
cosx cosy |
|
|
|
|
sin x sin y |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
sin |
2 |
x sin |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
y ) sin(x |
y ) |
|
|
|
||||
|
|
y cos y |
cos x sin(x |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
sin |
2 |
x cos(x |
y ) cos(x |
y ) |
|
|
|
|||||||||
cos x sin |
|
y cos y |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
sin(45 x ) cos(45 x ) |
|
|
tan(45 |
x ) cot(45 x ) |
||||||||||||||||||||
sin(45 x ) cos(45 x ) |
|
|
tan(45 |
x ) cot(45 x ) |
||||||||||||||||||||
In the following transformations, |
|
|
|
a and |
b |
|
are supposed |
to be positive, |
c p |
|
, A |
|||||||||||||
|
|
|
|
a 2 b 2 |
||||||||||||||||||||
the positive acute angle for which |
|
B b /a : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
a |
cosx b |
sin x |
c |
sin(A x ) c cos(B x ) |
|
|
|
acosx b sin x c sin(A x ) c cos(B x )
2.2.4Expansion in Series*
The range of values of |
|
x |
|
for which each of the series is convergent is stated at the right of the series. |
|||||||||||||||||
2.2.4.1 Exponential and Logarithmic Series |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
x |
|
|
x 2 |
x 3 |
|
x 4 |
|
|
|
|
|||||||||
e x 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
· · · |
( x ) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
1! |
|
|
2! |
3! |
|
|
|
4! |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
2 |
|
|
|
m |
3 |
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
m |
|
|
· · · a ( 0, x ) |
||||||||||||
a x emx |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
x 2 |
|
|
x 3 |
||||||||
1! |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2! |
|
|
3! |
|
||||||||
where m ln a 2.3026 log 10 |
a. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* From Baumeister and Marks, |
Standard Handbook for Mechanical Engineers, |
7th ed., McGraw-Hill Book Company, New |
York (1967); by permission. |
|
|
2.116 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SECTION |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
ln(1 |
x ) x |
|
|
|
x 2 |
|
|
|
|
|
x |
|
3 |
|
|
|
|
x |
|
4 |
|
|
x |
5 |
|
· · · |
|
|
|
(1 x |
|
|
1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
ln(1 |
x ) x |
x 2 |
|
|
|
|
x |
3 |
|
|
x |
4 |
|
|
|
|
|
x |
|
|
5 |
|
· · · |
(1 |
|
x |
1) |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
ln |
|
1 |
x |
|
|
2 x |
|
|
|
|
x |
3 |
|
|
|
|
|
|
x 5 |
|
|
x |
7 |
|
|
· · · |
|
|
|
|
(1 x 1) |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
ln |
|
|
x 1 |
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
· · · |
|
x ( 1 or 1 x ) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
x 1 |
|
|
3x 3 |
|
|
|
|
|
7x7 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 x 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ln x 2 |
x 1 |
|
|
|
|
|
|
3 x 1 |
|
5 |
x 1 |
|
|
|
|
|
|
(0 x ) |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
1 |
|
1 |
|
x |
1 |
|
|
|
|
|
3 |
|
1 |
|
|
x |
1 |
5 |
|
· · · |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
ln( a x ) ln |
|
a |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
· · · |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
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|
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|
3 |
|
|
2 a x |
|
5 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2a x |
|
|
|
|
|
3 |
2a x |
5 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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(0 a , a x ) |
||||||||||
|
Series for the Trigonometric Functions. |
|
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|
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|
In the following formulas, |
|
|
|
|
|
all angles must be expressed |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
in radians. |
|
If |
D the |
number |
of degrees |
|
in |
|
the |
angle, and |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
its |
radian measure, then |
x |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0.017453 |
D. |
|
|
|
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|
|
|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
sin x |
x |
|
|
|
|
x 3 |
|
|
|
|
|
x |
|
5 |
|
|
|
|
|
x |
7 |
|
· · · |
|
( x |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3! |
|
|
|
|
|
|
5! |
|
|
|
7! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
cosx |
1 |
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
x |
|
4 |
|
|
|
|
|
x |
6 |
|
|
x |
8 |
|
· · · |
|
( x |
) |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2! |
|
|
|
|
|
4! |
|
6! |
|
|
|
|
|
|
8! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
tan |
x |
x |
|
|
|
x 3 |
|
|
|
|
|
2x |
5 |
|
|
|
|
17 x |
7 |
|
|
|
|
62x9 |
· · · |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
315 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2835 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
cot x |
|
|
1 |
|
|
|
x |
|
|
|
x |
3 |
|
|
2x |
5 |
|
|
|
|
x 7 |
· · · |
|
|
( x |
) |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
3 |
|
|
|
45 |
|
945 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4725 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
sin 1 |
y |
y |
|
|
|
y 3 |
|
|
|
|
|
3y |
5 |
|
|
|
|
5 y7 |
|
|
|
|
· · · |
|
|
|
(1 y |
|
1) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
40 |
|
|
|
112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
tan 1 |
y |
y |
|
|
|
|
y 3 |
|
|
|
|
|
y |
5 |
|
|
|
|
|
y |
7 |
|
|
· · · |
(1 |
|
y 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
5 |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
y |
|
1 |
⁄2 |
sin |
1 |
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
y |
1 |
⁄2 |
tan |
|
1 |
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
cos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cot |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Reversing |
a |
|
Series. |
|
|
|
|
|
|
If |
|
y |
|
x |
|
bx |
2 cx |
|
3 dx4 ex 5 · · ·then, |
|
x y |
by 2 (2b 2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
c )y |
3 |
(5 b |
3 |
5 bc |
d)y |
4 |
(14 b |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
6bd 3c |
2 |
e )y |
5 |
|
· · ·provided, the latter series |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
21 b c |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
is convergent. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Fourier’s |
Series. |
|
|
Let f (x ) |
|
|
be |
a function which is finite in the interval from |
|
x to c |
x |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
c |
and whose |
graph has |
finite arc |
|
length |
in that |
interval.* |
Then, |
for any |
value of |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x between |
c |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
and |
|
c , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
* If x |
x 0 |
is a point of discontinuity, |
|
|
f (x 0 ) is to be defined as |
1 ⁄2[f1 (x0 ) f2 |
(x0 |
|
)],where |
|
|
|
|
f1 (x 0 ) is the limit of f (x ) when |
x |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
approaches |
x 0 |
from below, and |
|
|
f2(x 0 ) is the limit of |
|
f(x ) when |
|
|
x |
|
approaches |
|
x 0 from above. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|