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三角学角度--Pi/13


对于 npi/13 的三角函数,其中 n 是整数,不能用实有理数的和、积和有限开方来表示,因为 13 不是费马素数。 这也意味着十三边形不是可作图多边形

然而,使用多倍角公式,仍然可以推导出涉及复数根的精确表达式

 sin(nalpha)=(-1)^((n-1)/2)T_n(sinalpha),
(1)

其中 T_n(x)第一类切比雪夫多项式。 代入 n=13 得到

 sin(13alpha)=sinalpha(4096sin^(12)alpha-13312sin^(10)alpha+16640sin^8alpha-9984sin^6alpha+2912sin^4alpha-364sin^2alpha+13).
(2)

alpha=pi/13x=sin^2alpha 则得到

 sinpi=0=4096x^6-13312x^5+16640x^4-9984x^3+2912x^2-364x+13.
(3)

但这是一个六次方程,具有循环伽罗瓦群,因此 x,以及因此 sin(pi/13),可以用根式(复数的根式)表示。 显式表达式非常复杂,但可以使用 Wolfram 语言 生成,使用Developer`TrigToRadicals[Sin[Pi/13]].

对于 pi/13 的三角函数,可以显式地表示为多项式根

cos(pi/(13))=(64x^6-32x^5-80x^4+32x^3+24x^2-6x-1)_6
(4)
cot(pi/(13))=(13x^(12)-286x^(10)+1287x^8-1716x^6+715x^4-78x^2+1)_(12)
(5)
csc(pi/(13))=(3x^(12)-364x^(10)+2912x^8-9984x^6+16640x^4-13312x^2+4096)_(12)
(6)
sec(pi/(13))=(x^6+6x^5-24x^4-32x^3+80x^2+32x-64)_4
(7)
sin(pi/(13))=(4096x^(12)-13312x^(10)+16640x^8-9984x^6+2912x^4-364x^2+13)_7
(8)
tan(pi/(13))=(x^(12)-78x^(10)+715x^8-1716x^6+1287x^4-286x^2+13)_7.
(9)

牛顿-吉拉德公式之一,

 sin(pi/(13))sin((2pi)/(13))sin((3pi)/(13))sin((4pi)/(13))sin((5pi)/(13))sin((6pi)/(13))=(sqrt(13))/(64) 
cos(pi/(13))cos((2pi)/(13))cos((3pi)/(13))cos((4pi)/(13))cos((5pi)/(13))cos((6pi)/(13))=1/(64) 
tan(pi/(13))tan((2pi)/(13))tan((3pi)/(13))tan((4pi)/(13)) 
tan((5pi)/(13))tan((6pi)/(13))=sqrt(13).
(10)

对于 pi/13 的三角函数,也服从以下恒等式

cos^2(pi/(13))+cos^2((3pi)/(13))+cos^2((4pi)/(13))=1/8(11+sqrt(13))
(11)
sin(pi/(13))+sin((3pi)/(13))+sin((4pi)/(13))=sqrt(1/8(13+3sqrt(13)))
(12)

(P. Rolli,私人通讯,2004 年 12 月 27 日)。


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引用为

Weisstein, Eric W. "三角学角度--Pi/13。" 来自 MathWorld--一个 Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/TrigonometryAnglesPi13.html

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