三角恒等變換

2022-09-16 21:03:36 字數 2112 閱讀 6165

本文結論來自於數學裝逼神器——高階三角恒等變換——aries

證明使用了正弦的降冪公式,取偶數次的,轉化為\(\cos\)的求和再化簡(我的證明)

\[\sin^x=\frac}\sum_^(-1)^\binom\cos(2r-2k)x+\frac\binom

\]還有余弦的基本等差求和公式

\[\sum_^n \cos(2mx)=\frac-\frac

\]得到

\[\sum_^n\cos\left[(2r-2k)\frac\right]=\frac}}-\frac=-\frac\\

\sum_^\cos\left[(2r-2k)\frac\right]=\frac}}-\frac=\frac\left((-1)^-1\right)\]

這些都是套用繁瑣的公式,沒有技術含量,但是計算量較大,化簡得到

\[\sum_^n \sin^\frac=\frac\left[\sum_^(-1)^\binom+\binomn\right]\\

\sum_^\sin^ \frac=\frac\left[\sum_^(-1)^\binom\left((-1)^-1\right)+\binom(n-1)\right]\]

然後利用組合數化簡(看起來還可)

\[\sum_^(-1)^ \binom= \frac \binom,\sum_^\binom=\frac4^r-\frac\binom

\]化簡得到

\[\sum_^n \sin^\frac=\frac\binom\left(n+\frac\right),\sum_^\sin^\frac=\frac\binomn-\frac

\]這組和上面的是一樣的,沒必要寫過程了,而且使用區間再現也可以直接通過正弦推導得到

\[\sum_^n \cos^\frac=\frac\binom\left(n+\frac\right)-\frac,\sum_^\cos^\frac=\frac\binomn-\frac

\]

證明用到的,這就是牛頓公式遞推,根與係數的關係

\[若\sum_^n a_k x^=\prod_^n(x+b_k),s_k=\sum_^n b_m^k,則s_1=a_1,s_j=\sum_^(-1)^a_ks_+(-1)^ja_j

\]

\[\sum_^n\binomx^x^=\prod_^n\left(x+\tan^2 \frac\right)

\]\[\begins_k:&=\sum_^n\tan^\frac\\

s_1&=2n^2+n\\s_j&=\sum_^(-1)^\binoms_+(-1)^j\binom\end\]

類似地\[\begins_k:&=\sum_^\tan^\frac\\

s_1&=\fracn^2-n+\frac\\s_j&=\frac\left[\sum_^(-1)^\binoms_+(-1)^j\binom\right]\end\]

餘切和正切類似證明

\[\begins_k:&=\sum_^n\cot^\frac\\

s_1&=\fracn^2-\fracn\\s_j&=\frac\left[\sum_^(-1)^\binoms_+(-1)^j\binom\right]\end\]

這裡地公式和上面不太相同,是組合數不一樣了

\[\sum_^\cot^\frac=\sum_^\tan^\frac

\]這可以通過上面兩個推導得到

比較根與係數的常數項得到

\[\begin\prod_^n \sin\frac&=\frac}\\

\prod_^n \cos\frac&=\frac\\

\prod_^n \tan\frac&=\sqrt\\

\prod_^n \cot\frac&=\frac}\\

\prod_^n \sec\frac&=2^n\\

\prod_^n \csc\frac&=\frac}\end\]

\[\begin\prod_^\sin\frac&=\prod_^\cos\frac=\frac}}\\

\prod_^\tan\frac&=\prod_^\cot\frac=1\\

\prod_^\sec\frac&=\prod_^\csc\frac=\frac}}\end\]

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