* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
96
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФУНКЦИИ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕННОГО
Абсцисса X и ордината У точки Л1, расположенной на окруж ности таким образом, что длина дуги AM равна х, являются функ циями величины х называемыми косинусом и синусом:
у
Х=соьх
— ОМ
и
Y=s\nx
= М М.
Х
(100)
Из соотношения (99) следует тождество
cos JC +
E
sin JC=l.
9
(101)
Таким образом, определение основных тригонометрических функ ций, сообщаемое в школе, носит геометрический характер. Ввиду того, что оно связано с рассмотрением окружности (круга), триго нометрические функции иначе называются круговыми. Существуют и различные аналитические (формульные) определения синуса и ко синуса: простейшие из формул, которые могут быть взяты в каче стве определений, — степенные ряды (см. стр. 471 и 500) подразу мевают выполнение лишь двух действий — сложения и умножения, но число этих действий бесконечно (что равносильно наличию пре дельного перехода, см. § 48); как известно, о подобного рода формулах школьные программы не упоминают. Замечательное свойство синуса и косинуса, которое отличает их от всех ранее рассмотренных нами функций, — их периодичность. Геометрически ясно, что после полного оборота по окружности точка М снова оказывается на прежнем месте; отсюда следуют тождества sin (JC - | - 2тс) = sin х,
1
cos (л: - f - 2я) = cos х,
О 02)
свидетельствующие о том (см. § 3), что 2я есть период функций синуса и косинуса ). Наличие периода позволяет сделать заключение о трансцендентности три гонометрических функций (см. § 19). В самом деле, раз функция имеет период, то она принимает одно и то же значение с в бесконечном ряде различных точек: например, COSJC принимает значение 1 в точках вида 2£тс ). Но функ ция, обладающая этим свойством и не сводящаяся к постоянной с, никак не может быть алгебраической. Действительно, алгебраическая функция y=f(x) определяется уравнением вида Р ( * , у ) = 0,
&
где Р(х, у) — многочлен относительно х и у; допустим, что у имеет значе ние с при бесчисленном множестве значений х, но не при всех значениях х\ тогда алгебраическое уравнение Р(х, с) = 0, (35') *) Итак, в «гомологических» точках (различающихся на величину, крат ную 2тс) каждая из функций cos х и sinx принимает одни и те же значения. При таких условиях во многих случаях можно, не различая гомологических четвертей, ограничиться рассмотрением первых четырёх, образующих один период. ) Здесь и дальше k обозначает произвольное целое число.
&