问题的提出:
角度为自然数度数的sin值是否都能算出精确值?比如sin1°,sin2°,sin3°等等。
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我们很容易计算sin18°的精确值,它可以用含有根号的一个代数式表示。
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那么问题来了,还有哪些角度为自然数度数的sin值能算出精确值?
根据三角函数的特性,我们只需要考虑n=1~90自然数时,sin(n°)是否能计算就可以了。
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我们学习三角函数时,老师告诉我们0°、30°、45°、60°、90°都是特殊角。它们的值如下表:
注意到三角函数的两角和差公式:
sin(A+B) = sinAcosB+cosAsinB
sin(A-B) = sinAcosB-cosAsinB
由45-30=15,我们可以计算出sin15°、cos15°的值:
结合之前计算得到的sin18°的值,可以计算cos18°的值:
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那么由18-15=3,又可以计算出sin3°的值:
这个值有点复杂,而且看上去还不能化简。
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类似的方法我们可以计算出cos18°的值:
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根据以上结果,我们可以肯定:凡3的倍数的角度的sin、cos值都可计算得到精确值。
能不能更进一步,脑洞大开一下,计算出sin1°的值?
由三倍角公式:
Sin3A=3sinA-4sin3A 得:Sin3°=3sin1°-4(sin1°)3
设sin1°=x,则4x-3x+sin3°=0
这是一个形式为x3+px+q=0的一元三次方程。
这个方程略显复杂,那么我们先考虑个简单点的,比如考虑设sin10°=x,则同上可得:
8x-6x+1=0
这样的一元三次方程能不能求根?怎样求根?
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首先想到用卡丹公式怎么样?试算了不使用虚数i根本解不出。我怀疑卡丹公式是不是实用。
然后我想到了盛金公式。但当计算到△<0,盛金公式里就出现了反三角函数及三角函数。
假如你要求上面方程8x-6x+1=0的根,它给你的结果化简之后是x=cos80°,那有何意义?
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不行。还是计算不出我想要的结果。多次努力都失败了。
最终我得出结论是:sin1°不能写成只含根号的代数式。
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更一般地,当自然数n不是3的倍数时,sin(n°)也都不能写成只含根号的代数式。
各位网友觉得我的结论正确吗?谈谈您的看法吧。
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