三角函式表是怎麼算出來的?

時間 2021-05-10 07:51:04

1樓:瑞森

不請自來。

我把題主的問題變換一下,如何構造0--90度之間整數度數的正弦函式表。

以下特殊角的正弦值眾所周知,如18,30,45,60,等。

利用兩角和,兩角差,半形等公式,我們可以計算出諸如12,9,6,3等的正弦值。

但是,這樣能計算出的最小整數度數為3。怎麼辦?

考慮三倍角公式, Sin3θ=3Sinθ-4Sinθ

設x=Sin1,則Sin3=3x-4x。這是個一元三次方程,至少有乙個實數根,可公式解不記得了,而且很繁瑣。但是沒關係,我們只要數值解,有個好辦法:迭代。具體操作如下,

設x=Sin10,則1/2=3x-4x 。是的,我想算出的是Sin10,再計算Sin(10-9)。

移項,得 x=4/3 x+1/6。取x初值為1/6,以下迭代,使用計算器加減乘除計算得出,過程中保留9位有效數字。

第1次迭代,

X①=4/3(1/6)^3+1/6≈0.172839506

第2次迭代,

X②≈ 0.173551093

第3次迭代,

X③≈ 0.173636474

第4次迭代,

X④≈ 0.173646766

我們取4位有效數字,則Sin10≈0.1736

有了Sin10,0--90度之間所有整數度數的正弦值就可以計算出來了。

剛看了乙個資料,古希臘的托勒密沒有解三次方程,就算出了間隔為1/2度的正弦表,就是編纂了《至大論》(又稱「天文學大全」)的那位「反動」學術權威。

簡單介紹一下託老師的思路。

託老師也是先算到了Sin3,然後繼續計算Sin1.5和Sin0.75,我們知道Sin1肯定介於這二者之間。另外,對於銳角的正弦值,有以下不等式:

若0<α<β≤90,則

α/β<Sinα/Sinβ。

∵ 1<1.5

∴ Sin1>Sin1.5/1.5≈0.017451

∵ 0.75<1

∴ Sin1<Sin0.75/0.75≈0.017453

如果我們要求正弦值保留到小數點後五位,那麼託老師可以負責任地說,Sin1≈0.01745。

實際上,托勒密(約公元90--168)構造出了間隔為0.5的正弦表,計算精度為(1/60)^3=1/216000。

據說,知乎有句名言:離開劑量談毒性,近於耍流氓。那麼,不給出誤差範圍談數值計算,也應該近乎耍流氓了。

以上。Ps

託老師使用的不等式有個簡單的非初等數學的證明。考察函式f(x)=sinx/x,此函式在(0,90]區間上為減函式。

2樓:Chizhong Jin

我不知道歷史上在泰勒展開之前是怎麼計算三角函式表的。

但是我知道怎麼算PI的。。。。

就是割圓術。換個術語就是半形公式撒。

半形公式一頓算,算到乙個足夠小的角,然後合角公式一頓算。。。

sin(30*1) => sin(30*0.5) => sin(30*0.25) => sin(30*0.125) => ...

sin(35) = sin(30*1.16666666667) = sin(30 * (1 + 0.125 + 0.03125 + 0.0078125...))

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