ملحق:قائمة المطابقات المثلثية

(بالتحويل من متطابقة مثلثية)
ملف:Circle-trig6.svg
جميع الدوال المثلثية التي لها زاوية θ يمكن انشاؤها بالهندسة التحليلية بدلالة درائرة الوحدة التي مركزها عند  O.
ملف:Unit circle angles.svg
الجيوب وجيوب التمام حول دائرة الوحدة

في علم الرياضيات، المطابقات أو المتطابقات المثلثية هي متساويات تتألف من دوال مثلثية. وتعتبر المتطابقات مفيدة جدًا في تبسيط أو التحويل بين الدوال الرياضية. كما أن لها دور كبير في حل المعادلات الرياضية خاصة في معكوس الدالة (كصيغة غاردان) والتكامل (كتكامل مربع جيب تمام الزاوية).

ملاحظات

  • سيتم استخدام الرموز المتفق عليها عالميًا بدلا من العربية، مثلا جا(س) سوف تصبح (sin(x وذلك بغرض تسهيل الانتقال بين المقالات بكافة اللغات في هذه الموسوعة.
  • لتجنب الالتباس حول (sin−1(x ومثيلاتها هل هي مقاليب أم معاكيس، سيتم استخدام (cosec(x ومثيلاتها للمقاليب و(arcsin(x ومثيلاتها للمعكوسات وهكذا.
الدالة الدالة العكسية المقلوب معكوس المقلوب
جيب الزاوية sin قوس جيب الزاوية arcsin قاطع تمام الزاوية csc قوس قاطع التمام arccsc
جيب تمام الزاوية cos قوس جيب الزاوية arccos قاطع الزاوية sec قوس قاطع الزاوية arcsec
ظل الزاوية tan قوس ظل الزاوية arctan قاطع الظل cot قوس قاطع الظل arccot

الجدول التالي يبين بعض وحدات الزوايا والتحويل بينها

الدرجات 30 45 60 90 120 180 270 360
الراديان π/6 π/4 π/3 π/2 2π/3 π 3π/2 2π
غراد 33 ⅓ 50 66 ⅔ 100 133 ⅓ 200 300 400

علاقات أساسية

متطابقة فيثاغورث الهندسية sin2θ+cos2θ=1
متطابقة النسبة tanθ=sinθcosθ
كل دالة مثلثية بدلالة مثيلاتها الخمس الأخرى.
الدالة (sinθ) (cosθ) (tanθ) (cscθ) (secθ) (cotθ)
sinθ= sinθ ±1cos2θ ±tanθ1+tan2θ 1cscθ ±sec2θ1secθ ±11+cot2θ
cosθ= ±1sin2θ cosθ ±11+tan2θ ±csc2θ1cscθ 1secθ ±cotθ1+cot2θ
tanθ= ±sinθ1sin2θ ±1cos2θcosθ tanθ ±1csc2θ1 ±sec2θ1 1cotθ
cscθ= 1sinθ ±11cos2θ ±1+tan2θtanθ cscθ ±secθsec2θ1 ±1+cot2θ
secθ= ±11sin2θ
1cosθ ±1+tan2θ ±cscθcsc2θ1 secθ ±1+cot2θcotθ
cotθ= ±1sin2θsinθ ±cosθ1cos2θ 1tanθ ±csc2θ1 ±1sec2θ1 cotθ

التطابق, الإزاحة, والدورية

من دائرة الوحدة يمكن الحصول على المتطابقات التالية..

التطابق

تنجم عن عملية عكس الزوايا انعكاسات في المتطابقات المثلثية كما في الجدول التالي.{|class="wikitable" style="background-color: #FFFFFF" ! انعكاس في θ=0 ! انعكاس في θ=π/2
(متطابقة مساعدة) ! انعكاس في θ=π |- |sin(θ)=sinθcos(θ)=+cosθtan(θ)=tanθcsc(θ)=cscθsec(θ)=+secθcot(θ)=cotθ |sin(π2θ)=+cosθcos(π2θ)=+sinθtan(π2θ)=+cotθcsc(π2θ)=+secθsec(π2θ)=+cscθcot(π2θ)=+tanθ |sin(πθ)=+sinθcos(πθ)=cosθtan(πθ)=tanθcsc(πθ)=+cscθsec(πθ)=secθcot(πθ)=cotθ |}

الإزاحة والدورية

ازح بمقدار π/2 ازح بمقدار π
للظل وقاطع الظل
ازح بمقدار 2π
للجيب, جيب التمام, القاطع وقاطع التمام.
sin(θ+π2)=+cosθcos(θ+π2)=sinθtan(θ+π2)=cotθcsc(θ+π2)=+secθsec(θ+π2)=cscθcot(θ+π2)=tanθ sin(θ+π)=sinθcos(θ+π)=cosθtan(θ+π)=+tanθcsc(θ+π)=cscθsec(θ+π)=secθcot(θ+π)=+cotθ sin(θ+2π)=+sinθcos(θ+2π)=+cosθtan(θ+2π)=+tanθcsc(θ+2π)=+cscθsec(θ+2π)=+secθcot(θ+2π)=+cotθ

متطابقات مجموع وفرق الزوايا

الجيب sin(α±β)=sinαcosβ±cosαsinβ
جيب التمام cos(α±β)=cosαcosβsinαsinβ
الظل tan(α±β)=tanα±tanβ1tanαtanβ
قوس الجيب arcsinα±arcsinβ=arcsin(α1β2±β1α2)
قوس جيب التمام arccosα±arccosβ=arccos(αβ(1α2)(1β2))
قوس الظل arctanα±arctanβ=arctan(α±β1αβ)

شكل المصفوفة

[cosαsinαsinαcosα][cosβsinβsinβcosβ]=[cos(α+β)sin(α+β)sin(α+β)cos(α+β)].

جيوب وجيوب التمام لمجاميع حدود لانهائية

sin(i=1θi)=oddk1(1)(k1)/2A{1,2,3,}|A|=k(iAsinθii∉Acosθi)
cos(i=1θi)=evenk0(1)k/2A{1,2,3,}|A|=k(iAsinθii∉Acosθi)

ظلال مجاميع حدود محدودة

tan(θ1++θn)=e1e3+e5e0e2+e4,

مثال:

tan(θ1+θ2+θ3)=e1e3e0e2=(x1+x2+x3)(x1x2x3)1(x1x2+x1x3+x2x3),tan(θ1+θ2+θ3+θ4)=e1e3e0e2+e4=(x1+x2+x3+x4)(x1x2x3+x1x2x4+x1x3x4+x2x3x4)1(x1x2+x1x3+x1x4+x2x3+x2x4+x3x4)+(x1x2x3x4),

وهكذا

قواطع مجاميع حدود محدودة

sec(θ1++θn)=secθ1secθne0e2+e4

مثلا,

sec(α+β+γ)=secαsecβsecγ1tanαtanβtanαtanγtanβtanγ.

صيغ الزوايا المتعددة

Tn is the nth Chebyshev polynomial cosnθ=Tn(cosθ)  
Sn is the nth spread polynomial sin2nθ=Sn(sin2θ)
de Moivre's formula, i is the Imaginary unit cosnθ+isinnθ=(cos(θ)+isin(θ))n    
1+2cos(x)+2cos(2x)+2cos(3x)++2cos(nx)=sin((n+12)x)sin(x/2).
(This function of x is the Dirichlet kernel.)

صيغ مضاعفات, ثلاثيات, وانصاف الزوايا

طالع أيضاً: Tangent half-angle formula
Double-angle formulae
sin2θ=2sinθcosθ=2tanθ1+tan2θ cos2θ=cos2θsin2θ=2cos2θ1=12sin2θ=1tan2θ1+tan2θ tan2θ=2tanθ1tan2θ cot2θ=cot2θ12cotθ
Triple-angle formulae
sin3θ=3sinθ4sin3θ cos3θ=4cos3θ3cosθ tan3θ=3tanθtan3θ13tan2θ cot3θ=3cotθcot3θ13cot2θ
Half-angle formulae
sinθ2=±1cosθ2 cosθ2=±1+cosθ2 tanθ2=cscθcotθ=±1cosθ1+cosθ=sinθ1+cosθ=1cosθsinθ cotθ2=cscθ+cotθ=±1+cosθ1cosθ=sinθ1cosθ=1+cosθsinθ

جيوب, جيوب التمام, وظلال زوايا متعددة

sinnθ=k=0n(nk)coskθsinnkθsin(12(nk)π)
cosnθ=k=0n(nk)coskθsinnkθcos(12(nk)π)
tan(n+1)θ=tannθ+tanθ1tannθtanθ.
cot(n+1)θ=cotnθcotθ1cotnθ+cotθ.

ظل المتوسط

tan(α+β2)=sinα+sinβcosα+cosβ=cosαcosβsinαsinβ

مضروب ايولر اللانهائي

cos(θ2)cos(θ4)cos(θ8)=n=1cos(θ2n)=sin(θ)θ=sincθ.

صيغ اختصار الأس

Sine Cosine Other
sin2θ=1cos2θ2 cos2θ=1+cos2θ2 sin2θcos2θ=1cos4θ8
sin3θ=3sinθsin3θ4 cos3θ=3cosθ+cos3θ4 sin3θcos3θ=3sin2θsin6θ32
sin4θ=34cos2θ+cos4θ8 cos4θ=3+4cos2θ+cos4θ8 sin4θcos4θ=34cos4θ+cos8θ128
sin5θ=10sinθ5sin3θ+sin5θ16 cos5θ=10cosθ+5cos3θ+cos5θ16 sin5θcos5θ=10sin2θ5sin6θ+sin10θ512
Cosine Sine
if n is odd cosnθ=22nk=0n12(nk)cos((n2k)θ) sinnθ=22nk=0n12(1)(n12k)(nk)sin((n2k)θ)
if n is even cosnθ=12n(nn2)+22nk=0n21(nk)cos((n2k)θ) sinnθ=12n(nn2)+22nk=0n21(1)(n2k)(nk)cos((n2k)θ)

متطابقات التحويل من المجوع إلى المضروب والمضروب إلى المجموع

Product-to-sum
cosθcosφ=cos(θφ)+cos(θ+φ)2
sinθsinφ=cos(θφ)cos(θ+φ)2
sinθcosφ=sin(θ+φ)+sin(θφ)2
cosθsinφ=sin(θ+φ)sin(θφ)2
sinθ±sinφ=2sin(θ±φ2)cos(θφ2)
cosθ+cosφ=2cos(θ+φ2)cos(θφ2)
cosθcosφ=2sin(θ+φ2)sin(θφ2)

متطابقات أخرى ذات صلة

if x+y+z=π=half circle,
then tan(x)+tan(y)+tan(z)=tan(x)tan(y)tan(z).
If x+y+z=π=half circle,
then sin(2x)+sin(2y)+sin(2z)=4sin(x)sin(y)sin(z).

نظرية بتولمي

If w+x+y+z=π=half circle,
then sin(w+x)sin(x+y)=sin(x+y)sin(y+z)=sin(y+z)sin(z+w)=sin(z+w)sin(w+x)=sin(w)sin(y)+sin(x)sin(z).

مركبات خطية

asinx+bcosx=a2+b2sin(x+φ)

حيث

φ={arcsin(ba2+b2)if a0,πarcsin(ba2+b2)if a<0,

أو

φ=arctan(ba)+{0if a0,πif a<0.
asinx+bsin(x+α)=csin(x+β)

حيث

c=a2+b2+2abcosα,

و

β=arctan(bsinαa+bcosα)+{0if a+bcosα0,πif a+bcosα<0.

مجاميع أخرى للدوال المثلثية

sinφ+sin(φ+α)+sin(φ+2α)++sin(φ+nα)=sin((n+1)α2)sin(φ+nα2)sinα2.
cosφ+cos(φ+α)+cos(φ+2α)++cos(φ+nα)=sin((n+1)α2)cos(φ+nα2)sinα2.
acos(x)+bsin(x)=a2+b2cos(xatan2(b,a))
tan(x)+sec(x)=tan(x2+π4).
cot(x)cot(y)+cot(y)cot(z)+cot(z)cot(x)=1.

تحويلات كسرية خطية معينة

f(x)=(cosα)xsinα(sinα)x+cosα,

وبالمثل

g(x)=(cosβ)xsinβ(sinβ)x+cosβ,

وعليه

f(g(x))=g(f(x))=(cos(α+β))xsin(α+β)(sin(α+β))x+cos(α+β).
fαfβ=fα+β.

دوال المعكوس المثلثية

arcsin(x)+arccos(x)=π/2
arctan(x)+arccot(x)=π/2.
arctan(x)+arctan(1/x)={π/2,if x>0π/2,if x<0

مركبات الدوال المثلثية ومعكوساتها

sin[arccos(x)]=1x2 tan[arcsin(x)]=x1x2
sin[arctan(x)]=x1+x2 tan[arccos(x)]=1x2x
cos[arctan(x)]=11+x2 cot[arcsin(x)]=1x2x
cos[arcsin(x)]=1x2 cot[arccos(x)]=x1x2

علاقة بالأس المركب

eix=cos(x)+isin(x) (صيغة ايولر),
eix=cos(x)+isin(x)=cos(x)isin(x)
eiπ=1
cos(x)=eix+eix2
sin(x)=eixeix2i
tan(x)=eixeixi(eix+eix)=sin(x)cos(x)

حيث i2=1.

صيغة المضروب اللانهائي

sinx=xn=1(1x2π2n2)
sinhx=xn=1(1+x2π2n2)
sinxx=n=1cos(x2n)

cosx=n=1(1x2π2(n12)2)
coshx=n=1(1+x2π2(n12)2)

المتطابقات الخالية من المتغيرات

cos20cos40cos80=18
j=0k1cos(2jx)=sin(2kx)2ksin(x).
cosπ7cos2π7cos3π7=18,
sin20sin40sin80=38.
cos24+cos48+cos96+cos168=12.
cos(2π21)+cos(22π21)+cos(42π21)
+cos(52π21)+cos(82π21)+cos(102π21)=12.

حساب π

π4=4arctan15arctan1239
π4=5arctan17+2arctan379.

بعض قيم الجيب وجيب التمام مفيدة لتقوية الذاكرة

sin0=sin0=0/2=cos90=cos(π2)sin(π6)=sin30=1/2=cos60=cos(π3)sin(π4)=sin45=2/2=cos45=cos(π4)sin(π3)=sin60=3/2=cos30=cos(π6)sin(π2)=sin90=4/2=cos0=cos0

قيم أخرى شيقة

sinπ7=767189j=0(3j+1)!189jj!(2j+2)!
sinπ18=16j=0(3j)!27jj!(2j+1)!

بـالنسبة الذهبية φ:

cos(π5)=cos36=5+14=φ/2
sin(π10)=sin18=514=φ12=12φ

التفاضل والتكامل

limx0sinxx=1,
limx01cosxx=0,
ddxsinx=cosx
ddxsinx=cosx,ddxarcsinx=11x2ddxcosx=sinx,ddxarccosx=11x2ddxtanx=sec2x,ddxarctanx=11+x2ddxcotx=csc2x,ddxarccotx=11+x2ddxsecx=tanxsecx,ddxarcsecx=1|x|x21ddxcscx=cscxcotx,ddxarccscx=1|x|x21
dua2u2=sin1(ua)+C
dua2+u2=1atan1(ua)+C
duuu2a2=1asec1|ua|+C

تضمينات

تعاريف أسية

Function Inverse function
sinθ=eiθeiθ2i arcsinx=iln(ix+1x2)
cosθ=eiθ+eiθ2 arccosx=iln(x+x21)
tanθ=eiθeiθi(eiθ+eiθ) arctanx=i2ln(i+xix)
cscθ=2ieiθeiθ arccscx=iln(ix+11x2)
secθ=2eiθ+eiθ arcsecx=iln(1x+1ix2)
cotθ=i(eiθ+eiθ)eiθeiθ arccotx=i2ln(xix+i)
cisθ=eiθ arccisx=lnxi

متفرقات

نواة ديراك

1+2cos(x)+2cos(2x)+2cos(3x)++2cos(nx)=sin[(n+12)x]sin(x2).

صيغ امتدادات نصف الزاوية

اذا وضعنا

t=tan(x2),
sin(x)=2t1+t2 and cos(x)=1t21+t2 and eix=1+it1it.

ca:Llista d'identitats trigonomètriques cy:Rhestr unfathiannau trigonometrig de:Formelsammlung Trigonometrie List of trigonometric identities]] es:Identidades trigonométricas fa:فهرست اتحادهای مثلثاتی fr:Identité trigonométrique he:זהויות טריגונומטריות hi:त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाओं की सूची hu:Trigonometrikus azonosságok it:Identità trigonometrica ja:三角関数の公式の一覧 kk:Тригонометриялық үйлесімдіктер ko:삼각함수 항등식 lmo:Identitaa trigonométrica nl:Lijst van goniometrische gelijkheden no:Liste over trigonometriske identiteter pl:Tożsamości trygonometryczne pt:Identidade trigonométrica ro:Lista identităților trigonometrice ru:Тригонометрические тождества sv:Lista över trigonometriska identiteter th:รายชื่อเอกลักษณ์ตรีโกณมิติ uk:Список тригонометричних тотожностей vi:Đẳng thức lượng giác zh:三角恒等式