Fórmula tangente de meio ângulo

Fonte: testwiki
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Predefinição:Trigonometria Na trigonometria, as fórmulas de tangente de meio ângulo relacionam a tangente de metade de um ângulo às funções trigonométricas de todo o ângulo.[1] Entre estas estão as seguintes[2]

tan(η±θ2)=sinη±sinθcosη+cosθ=cosηcosθsinηsinθ,tan(±θ2)=±sinθ1+cosθ=±tanθsecθ+1=±1cscθ+cotθ,(η=0)tan(±θ2)=1cosθ±sinθ=secθ1±tanθ=±(cscθcotθ),(η=0)tan(12(θ±π2))=1±sinθcosθ=secθ±tanθ=cscθ±1cotθ,(η=π2)tan(12(θ±π2))=cosθ1sinθ=1secθtanθ=cotθcscθ1,(η=π2)1tan(θ/2)1+tan(θ/2)=±1sinθ1+sinθtanθ2=±1cosθ1+cosθ

Destas, podemos derivar identidades que expressam seno, cosseno e tangente como funções de tangentes de semi-ângulos:[3]

sinα=2tanα21+tan2α2cosα=1tan2α21+tan2α2tanα=2tanα21tan2α2

Verificação

Provas algébricas

Use fórmulas de ângulo duplo e Predefinição:Math,

sinα=2sinα2cosα2=2sinα2cosα2cos2α2+sin2α2=2sinα2cosα2cosα2cosα2cos2α2cos2α2+sin2α2cos2α2=2tanα21+tan2α2
cosα=cos2α2sin2α2=cos2α2sin2α2cos2α2+sin2α2=cos2α2cos2α2sin2α2cos2α2cos2α2cos2α2+sin2α2cos2α2=1tan2α21+tan2α2

tomando o quociente da fórmula para produtos de seno e cosseno

tanα=2tanα21tan2α2

Combinando a identidade pitagórica cos2α+sin2α=1 com a fórmula de ângulo duplo para o cosseno, cos2α=cos2αsin2α=12sin2α=2cos2α1,

reorganizando, e tomando as raízes quadradas produz

|sinα|=1cos2α2 e |cosα|=1+cos2α2

que, mediante divisão, dá

|tanα|=1cos2α1+cos2α = 1cos2α1+cos2α1+cos2α = 1cos22α1+cos2α = |sin2α|1+cos2α

ou alternativamente

|tanα|=1cos2α1+cos2α = 1cos2α1+cos2α1cos2α = 1cos2α1cos22α = 1cos2α|sin2α|.


Além disso, usando as fórmulas de adição e subtração de ângulos para o seno e o cosseno, obtém-se:[4]

cos(a+b)=cosacosbsinasinb
cos(ab)=cosacosb+sinasinb
sin(a+b)=sinacosb+cosasinb
sin(ab)=sinacosbcosasinb

A adição pareada das quatro fórmulas acima produz:

sin(a+b)+sin(ab)=sinacosb+cosasinb+sinacosbcosasinb=2sinacosbcos(a+b)+cos(ab)=cosacosbsinasinb+cosacosb+sinasinb=2cosacosb

Configurando a=p+q2 e b=pq2 e substituindo produzimos:

sin(p+q2+pq2)+sin(p+q2pq2)=sin(p)+sin(q)=2sin(p+q2)cos(pq2)cos(p+q2+pq2)+cos(p+q2pq2)=cos(p)+cos(q)=2cos(p+q2)cos(pq2)

Dividindo a soma dos senos pela soma dos cossenos, chega-se a:

sin(p)+sin(q)cos(p)+cos(q)=2sin(p+q2)cos(pq2)2cos(p+q2)cos(pq2)=tan(p+q2)


Predefinição:Referências Predefinição:Esboço-matemática

Predefinição:Portal3