主要內容:
詳細介紹通過微分法、泰勒展開法計算sin27°近似值的主要思路和步驟。
主要公式:
1.sin(a+b)=sinacosb+cosasinb,
2.y=sinx,則y=cosx,即dy=cosxdx。
方法一:微分法計算
∵(sinx)=cosx
∴dsinx=cosxdx.
則有△y≈cosx△x,此時有:
sinx=sinx0+△y≈sinx0+cosx0△x。
需要注意的是,計算中的△x若是角度要轉化為弧度。
對於本題有:
x=27°=30°+△x,△x=-0.052。
則:
sin27°≈sin30°+cos30°*(-0.052),
≈sin30°+cos30°*(-0.052),
≈0.455。
注意:本題中取x0為30°,當27°越接近30°時,近似值精確度越高。
方法二:泰勒公式計算
1.sinx,cosx在x=0處泰勒展開根據泰勒冪級數展開,有:
sinx=x-x^3/3!+x^5/5!-x^7/7!+...+(-1)^n*x^(2n+1)/(2n+1)!,
cosx=1-x^2/2!+x^4/4!+...+(-1)^n*x^2n/2n!。
其中:n≥0,x為任意實數,即弧度制形式。
2.sinx在x=π/6處泰勒展開
sinx=sin(x-π/6+π/6)
=(√3/2)sin(x-π/6)+(1/2)cos(x-π/6)
=(√3/2)∑<n=0,∞>(-1)^n*(x-π/6)^(2n+1)/(2n+1)!
+(1/2)∑<n=0,∞>(-1)^n*(x-π/6)^(2n)/(2n)!
=(1/2)[1+√3(x-π/6)-(x-π/6)^2/2!-√3(x-π/6)^3/3!
+(x-π/6)^4/4!+√3(x-π/6)^5/5! -...]
=1/2+1/2[√3(x-π/6)-(x-π/6)^2/2!-√3(x-π/6)^3/3!
+(x-π/6)^4/4!+√3(x-π/6)^5/5! -...]。
3.當n=1時的近似表達式
sinx
≈1/2+(√3/2)[(x-π/6)-(x-π/6)^3/3!]-(x-π/6)^2/4
≈1/2+(x-π/6)[(√3/2)-(√3/12)(x-π/6)^2-(x-π/6)/4]
≈1/2+(1/12)(x-π/6)[6√3-√3(x-π/6)^2-3(x-π/6)]
≈1/2+(√3/12)(x-π/6)[6-(x-π/6)^2-√3(x-π/6)]
對於本題:x-π/6=3π/20-π/6≈(-0.052),則:
sin27°≈1/2+(√3/12)*(-0.052)*(6-(-0.052)^2-√3*(-0.052))
≈0.454。