سرفصل‌های این مبحث

مثلثات

سری‌ ها در مثلثات

آخرین ویرایش: 28 بهمن 1402
دسته‌بندی: مثلثات
امتیاز:

مقدمه

قبل از مطالعه این بخش به مبحث سری مراجعه کنید.

در جبر و آنالیز دیدیم كه:

هرگاه در یک دستور کلی مانند ai که متغیری مانند i در آن، نقش اساس بازی می‌کند، به جای i عددهای طبیعی از 1 تا n قرار دهیم، n جمله به نام‌های an,...,a2,a1 پدید می‌آید.

مجموع این n جمله را سری گویند و دستور کلی را، جمله عمومی می‌نامند.

تمرین

جمله عمومی زیر را در نظر بگیرید و جملات تولید شده توسط آن را بنویسید.

ai=cosα+(i−1)β

i=1⇒a1=cosαi=2⇒a2=cos(α+β)i=3⇒a3=cos(α+2β)                  ⋮i=n⇒an=cosα+(n−1)β

سری حاصل از این جمله عمومی را بنویسید.

S=cosα+cos(α+β)+cos(α+2β)+⋅⋅⋅+cos[α+(n−1)β]

⇒S=∑i=1ncos[α+(i−1)β]

محاسبه S را در برخی سری‌ ها

روش اول

اگر در یک سری با جمله nام بتوانیم رابطه‌ای به‌صورت an=fn+α−fn پیدا کنیم، خواهیم توانست سری محدود یا نامحدود را محاسبه کنیم. 

تمرین

مطلوب است محاسبه مجموع زير:

S=1cosx.cos2x+1cos2x.cos3x+⋅⋅⋅+1cosnx.cosn+1x

an=1cosnx.cosn+1x⇒an=sinxsinx.1cosnx.cosn+1x⇒an=1sinx.sinn+1x−nxcosnx.cosn+1x

⇒an=1sinx.tann+1x−tannx    ;    fn=1sinx.tannx

⇒an=1sinx.fn+1x−fn

an=1sinx.tann+1x−tannx

⇒a1=1sinx.tan2x−tanxa2=1sinx.tan3x−tan2x                              ⋮an=1sinx.tann+1x−tannx


طرفین تساوی های فوق را با هم جمع می‌کنیم‌، داریم:

S=1sinxtan2x−tanx+1sinxtan3x−tan2x+⋅⋅⋅+1sinxtann+1x−tannx


پس از حذف جمله های قرينه خوا هيم داشت:


S=1sinxtann+1x−tanx⇒S=1sinxsinn+1x−xcosx.cosn+1x⇒S=2sinnxsin2x.cosn+1x

دریافت مثال

روش دوم

وقتی که با مجموع محدودی از سینوس‌ها و کسینوس‌ها سر و کار داشته باشیم که کمان‌های آنها به دنباله حسابی باشند، می‌توان برای محاسبه مجموع روشی کلی به‌دست آورد.

حالت کلی این‌گونه مجموعه‌ها چنین است:

S1=sina+sina+d+sina+2d+⋅⋅⋅+sina+n−1d

S2=cosa+cosa+d+cosa+2d+⋅⋅⋅+cosa+n−1d

در هر یک از این موارد، اگر طرفین تساوی را در 2sind2 (دو برابر سینوس نصف قدر نسبت) ضرب و سپس تمام جملات سمت راست تساوی را به مجموع تبدیل کنیم، مجموع مورد نظر به‌دست می‌آید.

تمرین

مطلوب است محاسبه مجموع زير:

S=sinα+sin2α+⋅⋅⋅+sinnα

عبارت فوق را در 2sinα2 ضرب و تقسيم می‌كنيم:

sinα+sin2α+⋅⋅⋅+sinnα

=2sinα2(sinα+sin2α+⋅⋅⋅+sinnα)2sinα2

=2sinα2sinα+2sinα2sin2α+⋅⋅⋅+2sinα2.sinnα2sinα2

=cosα2−cos3α2+cos3α2−cos5α2+⋅⋅⋅+cos(2n−1)α2−cos(2n+1)α22sinα2

=cosα2−cos(2n+1)α22sinα2=sin(n+1)α2.sinnα2sinα2

دریافت مثال

خرید پاسخ‌ها

سری‌ها در مثلثات

5,000تومان
خرید فایل PDF مثال ها و جواب ها

برای ارسال نظر وارد سایت شوید