"삼각함수에는 왜 공식이 많은가?"의 두 판 사이의 차이

수학노트
둘러보기로 가기 검색하러 가기
 
(사용자 2명의 중간 판 39개는 보이지 않습니다)
1번째 줄: 1번째 줄:
<h5>간단한 소개</h5>
+
==개요==
  
*  사인과 코사인은 원을 매개화하는 함수<br>
+
*  사인과 코사인은 단위원을 매개화하는 함수
** <math>\cos^2\theta+\sin^2\theta=1</math>
+
:<math>\cos^2\theta+\sin^2\theta=1</math>
원은 군의 구조를 가짐.<br>
+
단위원은 군의 구조를 가짐. ([[군론(group theory)]])
** <math>e^{i\theta}e^{i\phi}=e^{i(\theta+\phi)}</math>
+
:<math>e^{i\theta}e^{i\phi}=e^{i(\theta+\phi)}</math>
* 삼각함수의 많은 공식들으
+
* 삼각함수의 많은 공식들은 이 단위원이 가진 군의 구조를 통하여 이해할 수 있음
 +
* 회전변환이 가진 군의 구조로 이해할 수도 있음
 +
* 비슷한 예로 [[타원함수]] 또는 [[자코비 세타함수]]의 많은 공식들은 [[타원곡선]]이 가지는 군의 구조를 이용하여 이해할 수 있음
  
 
+
  
<h5>상위 주제</h5>
+
  
 
+
삼각함수 챕터는 외울 것이 많기로 악명이 높다. '얼싸탄코' 부터 시작하여 '신프신은 두신코, 신마신은 두코신, 코프코는 두코코, 코마코는 마두신신, 신코는 반신프신, 코신은 반신마신, 코코는 반코프코, 신신은 마반코마코' 와 같은 삼각함수와 관련된 공식의 암기를  돕기 위한 말들이 참고서에까지 소개되곤 한다. 미국에서도 사인, 코사인, 탄젠트의 정의를 외우기 위해 SOHCAHTOA(소-카-토아)라는 말을 사용한다. 수학 교과서에서 페이지 당 공식의 밀도를 따져본다면, 아마 삼각함수가 가장 높은 자리를 차지하고 있을 것이다. 삼각함수에는 왜 이렇게 공식이 많을까?
  
 
+
삼각함수의 이론에 공식이 많은 이유는 딱 떨어지는 답을 하기는 어렵지만 핵심적인 하나의 단어는 '대칭성' 이라는 것이다.
  
 
+
==덧셈공식==
  
==== 하위페이지 ====
+
* [[삼각함수|삼각함수]] 항목 참조
 +
:<math>\sin(\alpha \pm \beta) = \sin \alpha \cos \beta \pm \cos \alpha \sin \beta </math>
 +
:<math>\cos(\alpha \pm \beta) = \cos \alpha \cos \beta \mp \sin \alpha \sin \beta</math>
  
* [[1964250|0 토픽용템플릿]]<br>
+
==복소지수함수==
** [[2060652|0 상위주제템플릿]]<br>
 
  
 
+
*  삼각함수의 덧셈공식은 복소지수함수 <math>f(x)=e^{ix}=\cos x+ i\sin x</math>의 성질 <math>e^{i\theta}e^{i\phi}=e^{i(\theta+\phi)}</math>과 같다:<math>e^{i\theta}e^{i\phi}=(\cos \theta+ i\sin \theta)(\cos \phi+i\sin \phi)=(\cos \theta \cos \phi - \sin \theta \sin \phi)+i(\sin \theta \cos \phi + \cos \theta \sin \phi )</math>:<math>e^{i(\theta+\phi)}=\cos (\theta+\phi)+i \sin (\theta+\phi)</math> 여기서 양변의 실수부와 허수부를 비교하면, 삼각함수의 덧셈공식을 얻는다
 +
* 복소지수함수의 성질 <math>e^{i\theta}e^{i\phi}=e^{i(\theta+\phi)}</math> 은 단위원에 군의 구조를 준다
 +
* [[오일러의 공식]]  항목 참조
  
 
+
  
<h5>재미있는 사실</h5>
+
  
 
+
==회전변환을 통한 이해==
  
 
+
* [[2차원 회전 변환]] 에서 가져옴
 +
*  평면에서 원점을 중심으로 각도 <math>\theta </math> 만큼의 회전변환은 다음 행렬로 표현된다:<math>\begin{pmatrix}\cos \theta & -\sin \theta \\ \sin \theta & \cos \theta \end{pmatrix}</math>
 +
* <math>\theta_1</math>과 <math>\theta_2</math> 만큼 회전시키는 두 회전변환을 합성하면, <math>\theta_1+\theta_2</math> 만큼 회전시키는 또다른 회전변환을 하나 얻게 되는데, 이로부터 덧셈공식을 얻을 수 있다:<math>\begin{pmatrix}\cos \theta_1 & -\sin \theta_1 \\ \sin \theta_1 & \cos \theta_1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix}\cos \theta_2 & -\sin \theta_2 \\ \sin \theta_2 & \cos \theta_2 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix}\cos (\theta_{1}+\theta_{2}) & -\sin (\theta_{1}+\theta_{2}) \\ \sin (\theta_{1}+\theta_{2}) & \cos (\theta_{1}+\theta_{2}) \end{pmatrix}</math>
 +
* 회전변환이 군의 구조를 갖기 때문에 나타나는 성질이다
 +
* 단위원과 평면의 회전변환 군은 군론의 입장에서 같다
  
<h5>많이 나오는 질문과 답변</h5>
+
  
* 네이버 지식인<br>
+
   
** http://kin.search.naver.com/search.naver?where=kin_qna&query=
 
  
 
+
==타원함수의 경우==
  
<h5>관련된 고교수학 또는 대학수학</h5>
+
* [[바이어슈트라스 타원함수 ℘|바이어슈트라스의 타원함수]] 는 [[타원곡선]] 을 매개화하며, 다양한 성질을 가진다
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
<h5>관련된 다른 주제들</h5>
 
  
 +
==관련된 항목들==
 
* [[고교생도 이해할 수 있는 군론 입문]]
 
* [[고교생도 이해할 수 있는 군론 입문]]
 
* [[자코비 세타함수]]
 
* [[자코비 세타함수]]
* [[수학사연표 (역사)|수학사연표]]
+
* [[대수적 함수와 아벨적분]]
 +
* [[삼각함수의 일반화]]
 +
* [[공대수 (coalgebra)]]
 +
* [[수학사 연표]]
 +
 +
  
 
+
==사전 형태의 자료==
 
 
<h5>관련도서 및 추천도서</h5>
 
 
 
*  도서내검색<br>
 
** http://books.google.com/books?q=
 
** http://book.daum.net/search/contentSearch.do?query=
 
*  도서검색<br>
 
** http://www.amazon.com/s/ref=nb_ss_gw?url=search-alias%3Dstripbooks&field-keywords=
 
** http://book.daum.net/search/mainSearch.do?query=
 
 
 
 
 
 
 
<h5>참고할만한 자료</h5>
 
  
 
* http://ko.wikipedia.org/wiki/
 
* http://ko.wikipedia.org/wiki/
* http://en.wikipedia.org/wiki/
+
* http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_trigonometric_identities
* http://viswiki.com/en/
+
* http://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_matrix
* http://front.math.ucdavis.edu/search?a=&t=&c=&n=40&s=Listings&q=
 
* http://www.ams.org/mathscinet/search/publications.html?pg4=AUCN&s4=&co4=AND&pg5=TI&s5=&co5=AND&pg6=PC&s6=&co6=AND&pg7=ALLF&co7=AND&Submit=Search&dr=all&yrop=eq&arg3=&yearRangeFirst=&yearRangeSecond=&pg8=ET&s8=All&s7=
 
* 다음백과사전 http://enc.daum.net/dic100/search.do?q=
 
* [http://mathnet.kaist.ac.kr/mathnet/math_list.php?mode=list&ftype=&fstr= 대한수학회 수학 학술 용어집]
 
 
 
 
 
 
 
<h5>관련기사</h5>
 
 
 
*  네이버 뉴스 검색 (키워드 수정)<br>
 
** http://news.search.naver.com/search.naver?where=news&x=0&y=0&sm=tab_hty&query=
 
** http://news.search.naver.com/search.naver?where=news&x=0&y=0&sm=tab_hty&query=
 
** http://news.search.naver.com/search.naver?where=news&x=0&y=0&sm=tab_hty&query=
 
** http://news.search.naver.com/search.naver?where=news&x=0&y=0&sm=tab_hty&query=
 
** http://news.search.naver.com/search.naver?where=news&x=0&y=0&sm=tab_hty&query=
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
<h5>블로그</h5>
 
 
 
* 구글 블로그 검색 http://blogsearch.google.com/blogsearch?q=
 
* 트렌비 블로그 검색 http://www.trenb.com/search.qst?q=
 
 
 
 
 
 
 
<h5>이미지 검색</h5>
 
 
 
* http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=Special%3ASearch&search=
 
* http://images.google.com/images?q=
 
* [http://www.artchive.com/ http://www.artchive.com]
 
  
 
 
  
<h5>동영상</h5>
+
[[분류:삼각함수]]
  
* http://www.youtube.com/results?search_type=&search_query=
+
==메타데이터==
 +
===위키데이터===
 +
* ID :  [https://www.wikidata.org/wiki/Q273008 Q273008]
 +
===Spacy 패턴 목록===
 +
* [{'LOWER': 'list'}, {'LOWER': 'of'}, {'LOWER': 'trigonometric'}, {'LEMMA': 'identity'}]

2021년 2월 17일 (수) 04:47 기준 최신판

개요

  • 사인과 코사인은 단위원을 매개화하는 함수

\[\cos^2\theta+\sin^2\theta=1\]

\[e^{i\theta}e^{i\phi}=e^{i(\theta+\phi)}\]

  • 삼각함수의 많은 공식들은 이 단위원이 가진 군의 구조를 통하여 이해할 수 있음
  • 회전변환이 가진 군의 구조로 이해할 수도 있음
  • 비슷한 예로 타원함수 또는 자코비 세타함수의 많은 공식들은 타원곡선이 가지는 군의 구조를 이용하여 이해할 수 있음



삼각함수 챕터는 외울 것이 많기로 악명이 높다. '얼싸탄코' 부터 시작하여 '신프신은 두신코, 신마신은 두코신, 코프코는 두코코, 코마코는 마두신신, 신코는 반신프신, 코신은 반신마신, 코코는 반코프코, 신신은 마반코마코' 와 같은 삼각함수와 관련된 공식의 암기를 돕기 위한 말들이 참고서에까지 소개되곤 한다. 미국에서도 사인, 코사인, 탄젠트의 정의를 외우기 위해 SOHCAHTOA(소-카-토아)라는 말을 사용한다. 수학 교과서에서 페이지 당 공식의 밀도를 따져본다면, 아마 삼각함수가 가장 높은 자리를 차지하고 있을 것이다. 삼각함수에는 왜 이렇게 공식이 많을까?

삼각함수의 이론에 공식이 많은 이유는 딱 떨어지는 답을 하기는 어렵지만 핵심적인 하나의 단어는 '대칭성' 이라는 것이다.

덧셈공식

\[\sin(\alpha \pm \beta) = \sin \alpha \cos \beta \pm \cos \alpha \sin \beta \] \[\cos(\alpha \pm \beta) = \cos \alpha \cos \beta \mp \sin \alpha \sin \beta\]

복소지수함수

  • 삼각함수의 덧셈공식은 복소지수함수 \(f(x)=e^{ix}=\cos x+ i\sin x\)의 성질 \(e^{i\theta}e^{i\phi}=e^{i(\theta+\phi)}\)과 같다\[e^{i\theta}e^{i\phi}=(\cos \theta+ i\sin \theta)(\cos \phi+i\sin \phi)=(\cos \theta \cos \phi - \sin \theta \sin \phi)+i(\sin \theta \cos \phi + \cos \theta \sin \phi )\]\[e^{i(\theta+\phi)}=\cos (\theta+\phi)+i \sin (\theta+\phi)\] 여기서 양변의 실수부와 허수부를 비교하면, 삼각함수의 덧셈공식을 얻는다
  • 복소지수함수의 성질 \(e^{i\theta}e^{i\phi}=e^{i(\theta+\phi)}\) 은 단위원에 군의 구조를 준다
  • 오일러의 공식 항목 참조



회전변환을 통한 이해

  • 2차원 회전 변환 에서 가져옴
  • 평면에서 원점을 중심으로 각도 \(\theta \) 만큼의 회전변환은 다음 행렬로 표현된다\[\begin{pmatrix}\cos \theta & -\sin \theta \\ \sin \theta & \cos \theta \end{pmatrix}\]
  • \(\theta_1\)과 \(\theta_2\) 만큼 회전시키는 두 회전변환을 합성하면, \(\theta_1+\theta_2\) 만큼 회전시키는 또다른 회전변환을 하나 얻게 되는데, 이로부터 덧셈공식을 얻을 수 있다\[\begin{pmatrix}\cos \theta_1 & -\sin \theta_1 \\ \sin \theta_1 & \cos \theta_1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix}\cos \theta_2 & -\sin \theta_2 \\ \sin \theta_2 & \cos \theta_2 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix}\cos (\theta_{1}+\theta_{2}) & -\sin (\theta_{1}+\theta_{2}) \\ \sin (\theta_{1}+\theta_{2}) & \cos (\theta_{1}+\theta_{2}) \end{pmatrix}\]
  • 회전변환이 군의 구조를 갖기 때문에 나타나는 성질이다
  • 단위원과 평면의 회전변환 군은 군론의 입장에서 같다



타원함수의 경우

관련된 항목들


사전 형태의 자료

메타데이터

위키데이터

Spacy 패턴 목록

  • [{'LOWER': 'list'}, {'LOWER': 'of'}, {'LOWER': 'trigonometric'}, {'LEMMA': 'identity'}]