數學白板/YuLM/2008-09-24-0030

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屬性

  • 資源類別:題目
  • 科目:數學
  • 主題:三角函數
  • 次主題:隸美弗定理
  • 摘要:隸美弗定理, x與x倒數之和通式
  • 適用年級:10-12
  • 日期:2008/09/24
  • 編輯者:User:YuLM
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求證

  • \left\{ \begin{align}
  & x+\frac{1}{x}=2\cos \theta  \\ 
 & 0\le \theta \le \pi  \\ 
\end{align} \right.\Rightarrow x^{n}+\frac{1}{x^{n}}=2\cos \left( n\theta  \right)

詳解

  1. x+\frac{1}{x}=2\cos \theta \Rightarrow x^{2}+1=2\cos \theta \cdot x 註:兩邊乘以x\,
  2. \Rightarrow x^{2}-2\cos \theta \cdot x+1=0
  3. \Rightarrow x=\frac{2\cos \theta \pm \sqrt{\left( -2\cos \theta  \right)^{2}-4}}{2}=\frac{2\cos \theta \pm \sqrt{4\cos ^{2}\theta -4}}{2} 註:一元二次方程式公式解
  4. =\frac{2\cos \theta \pm 2\sqrt{\cos ^{2}\theta -1}}{2}=\frac{2\cos \theta \pm 2\sqrt{-\sin ^{2}\theta }}{2}=\cos \theta \pm \sqrt{-\sin ^{2}\theta }
  5. \because 0\le \theta \le \pi\Rightarrow \sin \theta  \ge 0\therefore \sqrt{-\sin ^{2}\theta }=i\sin \theta
  6. \therefore x=\cos \theta \pm \sqrt{-\sin ^{2}\theta }=\cos \theta \pm i\sin \theta
  7. \Rightarrow \frac{1}{x}=\frac{1}{\cos \theta \pm i\sin \theta }=\left( \cos \theta \pm i\sin \theta  \right)^{-1}=\cos \left( -\theta  \right)\pm i\sin \left( -\theta  \right)
  8. =\cos \theta \mp i\sin \theta
  9. \left\{ \begin{align}
  & x=\cos \theta \pm i\sin \theta \Rightarrow x^{n}=\cos \left( n\theta  \right)\pm i\sin \left( n\theta  \right) \\ 
 & \frac{1}{x}=\cos \theta \mp i\sin \theta \Rightarrow \frac{1}{x^{n}}=\cos \left( n\theta  \right)\mp i\sin \left( n\theta  \right) \\ 
\end{align} \right.
  10. \therefore x^{n}+\frac{1}{x^{n}}=\left[ \cos \left( n\theta  \right)\pm i\sin \left( n\theta  \right) \right]+\left[ \cos \left( n\theta  \right)\mp i\sin \left( n\theta  \right) \right]
  11. =2\cos \left( n\theta  \right)\#
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主題 三角函數  +
摘要 隸美弗定理  +, and x與x倒數之和通式  +
日期 2008年9月24日 (星期三)  +
次主題 隸美弗定理  +
科目 數學  +
編輯者 YuLM  +
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適用年級 10-12  +