sin27°的近似計算

2021-01-09 吉祿學閣

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。

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