กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 17 นาที

เวอร์ซีน

เวอร์ไซน์หรือเวอร์เซดไซน์เป็นฟังก์ชันตรีโกณมิติ ที่พบใน ตารางตรีโกณมิติยุคแรกๆ ( ภาษาสันสกฤตAryabhatiya ส่วนที่ 1) เวอร์ไซน์ของมุมหนึ่งคือ 1 ลบโคไซน์ของ มุมนั้น

เวอร์ซีน

เวอร์ไซน์หรือเวอร์เซดไซน์เป็นฟังก์ชันตรีโกณมิติ ที่พบใน ตารางตรีโกณมิติยุคแรกๆ ( ภาษาสันสกฤตAryabhatiya [ 1 ] ส่วนที่ 1) เวอร์ไซน์ของมุมหนึ่งคือ 1 ลบโคไซน์ของ มุมนั้น

มีฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องหลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฟังก์ชันโคเวอร์ไซน์และฟังก์ชันฮาเวอร์ไซน์ ฟังก์ชันฮาเวอร์ไซน์ ซึ่งก็คือครึ่งหนึ่งของเวอร์ไซน์ มีความสำคัญเป็นพิเศษในสูตรฮาเวอร์ไซน์สำหรับการนำทาง

วงกลมหน่วยที่มีฟังก์ชันตรีโกณมิติ[ 2 ]

ภาพรวม

เวอร์ไซน์[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]หรือเวอร์ไซน์แบบกลับด้าน[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]เป็นฟังก์ชันตรีโกณมิติที่ปรากฏอยู่ในตารางตรีโกณมิติยุคแรกๆ บางส่วน มีการใช้สัญลักษณ์ในสูตรโดยใช้ตัวย่อversin , sinver , [ 13 ] [ 14 ] versหรือsiv [ 15 ] [ 16 ]ในภาษาละตินเรียกว่าsinus versus ( ไซน์กลับด้าน), versinus , versusหรือsagitta (ลูกศร) [ 17 ]

เมื่อแสดงในรูปของฟังก์ชันตรีโกณมิติ ทั่วไป ได้แก่ ไซน์ โคไซน์ และแทนเจนต์ ค่าเวอร์ไซน์จะเท่ากับ เวอร์ซินθ=1คอสθ=2บาป2θ2=บาปθแทนθ2{\displaystyle \operatorname {versin} \theta =1-\cos \theta =2\sin ^{2}{\frac {\theta }{2}}=\sin \theta \,\tan {\frac {\theta }{2}}}

มีฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องหลายอย่างที่สอดคล้องกับเวอร์ไซน์:

  • โคไซน์เวอร์เซด [ 18 ] [ nb 1 ] หรือเวอร์โคไซน์ย่อว่าเวอร์โคซินเวอร์โคสหรือvcs
  • ไซน์ที่ปกคลุมหรือcoversine [ 19 ] (ในภาษาละตินcosinus versusหรือcoversinus ) ย่อว่าcoversin , covers , [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] cosivหรือcvs [ 23 ]

นอกจากนี้ ยังมีการสร้างตารางพิเศษขึ้นโดยใช้ค่าครึ่งหนึ่งของไซน์เวอร์เซด เนื่องจากมีการใช้งานเฉพาะในสูตรฮาเวอร์ไซน์ซึ่งใช้กันมาในด้านการเดินเรือใน อดีต

  • ไซน์ที่ผันแล้ว[ 24 ]หรือhaversine ( ภาษาละติน: semiversus ) [ 25 ] [ 26 ]ย่อว่าhaversin , semiversin , semiversinus , havers , hav , [ 27 ] [ 28 ] hvs , [ nb 2 ] semหรือhv . [ 29 ]ถูกกำหนดให้เป็นฮาฟθ=บาป2(θ2)=1คอสθ2{\displaystyle \operatorname {hav} \theta =\sin ^{2}\left({\frac {\theta }{2}}\right)={\frac {1-\cos \theta }{2}}}

ประวัติและการประยุกต์ใช้

เวอร์ซีนและโคเวอร์ซีน

ไซน์ โคไซน์ และเวอร์ไซน์ของมุมθในรูปของวงกลมหน่วยที่มีรัศมี 1 โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่Oรูปนี้ยังแสดงให้เห็นถึงเหตุผลว่าทำไมเวอร์ไซน์จึงบางครั้งเรียกว่าsagitta ซึ่งเป็นภาษาละตินแปลว่าลูกศร [ 17 ] [ 30 ]หากส่วนโค้งADBของมุมสองเท่าΔ = 2 θถูกมองว่าเป็น " คันธนู " และคอร์ดABเป็น "สายธนู" แล้ว เวอร์ไซน์CDก็คือ "ก้านลูกศร" อย่างชัดเจน 
กราฟแสดงการเปรียบเทียบฟังก์ชันตรีโกณมิติในอดีตกับฟังก์ชันไซน์และโคไซน์ในไฟล์ SVGให้เลื่อนเมาส์ไปวางเหนือหรือคลิกที่กราฟเพื่อเลือกกราฟนั้น

ฟังก์ชัน ไซน์ธรรมดา( ดูหมายเหตุเกี่ยวกับรากศัพท์ ) บางครั้งในอดีตเรียกว่าไซน์เรคตัส ("ไซน์ตรง") เพื่อเปรียบเทียบกับไซน์เวอร์เซด ( ไซน์เวอร์เซด ) [ 31 ]ความหมายของคำเหล่านี้จะชัดเจนหากพิจารณาฟังก์ชันในบริบทดั้งเดิมของคำจำกัดความ ซึ่งก็คือวงกลมหน่วย :

สำหรับคอร์ด แนวตั้ง ABของวงกลมหนึ่งหน่วย ค่าไซน์ของมุมθ (ซึ่งแทนครึ่งหนึ่งของมุมที่รองรับΔ ) คือระยะทางAC (ครึ่งหนึ่งของคอร์ด) ในทางกลับกัน ค่าเวอร์ไซน์ของθคือระยะทางCDจากจุดศูนย์กลางของคอร์ดไปยังจุดศูนย์กลางของส่วนโค้ง ดังนั้น ผลรวมของcos( θ ) (เท่ากับความยาวของเส้นOC ) และversin( θ ) (เท่ากับความยาวของเส้นCD ) คือรัศมีOD (ความยาว 1) เมื่อแสดงด้วยวิธีนี้ ค่าไซน์จะเป็นแนวตั้ง ( rectusซึ่งแปลว่า "ตรง") ในขณะที่ค่าเวอร์ไซน์จะเป็นแนวนอน (versin ซึ่งแปลว่า "หันกลับ ไม่เข้าที่") ทั้งสองค่าเป็นระยะทางจากCไปยังวงกลม

รูปนี้ยังแสดงให้เห็นถึงเหตุผลว่าทำไมบางครั้งเวอร์ไซน์จึงถูกเรียกว่าซากิตตาซึ่งเป็นภาษาละตินแปลว่าลูกศร[ 17 ] [ 30 ]หากส่วนโค้งADBของมุมสองเท่าΔ  = 2 θถูกมองว่าเป็น " คันธนู " และคอร์ดABเป็น "สายธนู" แล้วเวอร์ไซน์CDก็คือ "ก้านลูกศร" อย่างชัดเจน

นอกจากนี้ เพื่อให้สอดคล้องกับการตีความไซน์ว่าเป็น "แนวตั้ง" และไซน์เวอร์เซดเป็น "แนวนอน" sagittaจึงเป็นคำพ้องความหมายที่ล้าสมัยสำหรับabscissa (แกนแนวนอนของกราฟ) [ 30 ]

ในปี พ.ศ. 2364 คอชีใช้คำว่าsinus versus ( siv ) สำหรับ versine และcosinus versus ( cosiv ) สำหรับ coversine [ 15 ] [ 16 ] [ nb 1 ]

ฟังก์ชันตรีโกณมิติสามารถสร้างขึ้นได้ทางเรขาคณิตโดยใช้รูปวงกลมหนึ่งหน่วยที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่O

เมื่อθเข้าใกล้ศูนย์versin( θ )คือความแตกต่างระหว่างปริมาณสองปริมาณที่เกือบเท่ากัน ดังนั้นผู้ใช้ตารางตรีโกณมิติสำหรับโคไซน์เพียงอย่างเดียวจะต้องมีความแม่นยำสูงมากเพื่อให้ได้เวอร์ไซน์เพื่อหลีกเลี่ยงการหักล้างที่ร้ายแรงทำให้ตารางแยกต่างหากสำหรับเวอร์ไซน์สะดวกยิ่งขึ้น[ 12 ]แม้จะมีเครื่องคิดเลขหรือคอมพิวเตอร์ข้อผิดพลาดจากการปัดเศษทำให้แนะนำให้ใช้ สูตร sin 2สำหรับθ ขนาด เล็ก 

ข้อดีทางประวัติศาสตร์อีกประการหนึ่งของเวอร์ไซน์คือ ค่าของเวอร์ไซน์จะเป็นค่าบวกเสมอ ดังนั้นลอการิทึม ของเวอร์ ไซน์จึงสามารถหาค่าได้ทุกที่ ยกเว้นมุมเพียงมุมเดียว ( θ = 0, 2π , ... ) ที่ค่าลอการิทึมเป็นศูนย์ดังนั้นจึงสามารถใช้ตารางลอการิทึมในการคูณในสูตรที่เกี่ยวข้องกับเวอร์ไซน์ได้

ในความเป็นจริง ตารางค่าไซน์ (ครึ่ง คอร์ด ) ที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังหลงเหลืออยู่(ตรงข้ามกับคอร์ดที่จัดทำเป็นตารางโดยปโตเลมีและนักเขียนชาวกรีกคนอื่นๆ) ซึ่งคำนวณจากSurya Siddhanthaของอินเดียซึ่งมีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช เป็นตารางค่าสำหรับไซน์และเวอร์เซดไซน์ (เพิ่มขึ้นทีละ3.75°จาก0ถึง90° ) [ 31 ]

ค่าเวอร์ไซน์ปรากฏขึ้นเป็นขั้นตอนกลางในการประยุกต์ใช้สูตรครึ่งมุมsin 2 ( θ / 2 ) = 1 / 2 versin( θ ) ซึ่ง ได้มาจากปโตเลมีและใช้ในการสร้างตารางดังกล่าว

ฮาเวอร์ซีน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ค่าฮาเวอร์ไซน์มีความสำคัญในการนำทางเนื่องจากปรากฏอยู่ในสูตรฮาเวอร์ไซน์ซึ่งใช้ในการคำนวณระยะทางบนทรงกลม ดาราศาสตร์ได้อย่างแม่นยำพอสมควร (ดูปัญหาเกี่ยวกับรัศมีของโลกเทียบกับทรงกลม ) โดยกำหนดตำแหน่งเชิงมุม (เช่นลองจิจูดและละติจูด ) นอกจากนี้ยังสามารถใช้sin 2 ( θ / 2 )ได้โดยตรง แต่การมีตารางค่าฮาเวอร์ไซน์ทำให้ไม่จำเป็นต้องคำนวณกำลังสองและรากที่สอง[ 12 ]

มีการบันทึก การใช้งานครั้งแรกของJosé de Mendoza y Ríosในสิ่งที่ต่อมาเรียกว่า haversines ไว้ในปี พ.ศ. 2344 [ 14 ] [ 32 ]

ตารางฮาเวอร์ซีนภาษาอังกฤษที่รู้จักกันเป็นครั้งแรกได้รับการตีพิมพ์โดยเจมส์ แอนดรูว์ในปี พ.ศ. 2348 ภายใต้ชื่อ "ตารางของเซมิคอร์ดธรรมชาติ" [ 33 ] [ 34 ] [ 17 ]

ในปี พ.ศ. 2378 คำว่าhaversine (เขียนแทนด้วยhav.หรือlogarithmic ฐาน 10ว่าlog. haversineหรือlog. havers. ) ถูกบัญญัติขึ้น[ 35 ]โดยJames Inman [ 14 ] [ 36 ] [ 37 ]ในฉบับที่สามของผลงานของเขาเรื่อง Navigation and Nautical Astronomy: For the Use of British Seamenเพื่อลดความซับซ้อนของการคำนวณระยะทางระหว่างสองจุดบนพื้นผิวโลกโดยใช้ตรีโกณมิติเชิงทรงกลมสำหรับการประยุกต์ใช้ในการนำทาง[ 3 ] [ 35 ] Inman ยังใช้คำว่าnat. versineและnat. vers.สำหรับ versines อีกด้วย [ 3 ]

ตารางฮาเวอร์ซีนที่ได้รับการยกย่องสูงอื่นๆ ได้แก่ ตารางของริชาร์ด ฟาร์ลีย์ในปี พ.ศ. 2499 [ 33 ] [ 38 ]และตารางของจอห์น คอลฟิลด์ แฮนนิงตันในปี พ.ศ. 2419 [ 33 ] [ 39 ]

ค่าแฮเวอร์ไซน์ยังคงถูกนำมาใช้ในการนำทางและพบการประยุกต์ใช้ใหม่ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา เช่น วิธีการของ Bruce D. Stark ในการหาระยะทางดวงจันทร์โดยใช้ลอการิทึมเกาส์เซียนตั้งแต่ปี 1995 [ 40 ] [ 41 ]หรือในวิธีการที่กระชับกว่าสำหรับการลดระยะการมองเห็นตั้งแต่ปี 2014 [ 29 ]

การใช้งานสมัยใหม่

แม้ว่าการใช้ฟังก์ชันเวอร์ซีน คัฟเวอร์ซีน และฮาเวอร์ซีน รวมถึงฟังก์ชันผกผัน ของฟังก์ชันเหล่านี้ จะมีมานานหลายศตวรรษแล้ว แต่ชื่อของฟังก์ชัน ร่วมอีกห้าฟังก์ชันที่เหลือ ดูเหมือนจะมีที่มาที่ใหม่กว่ามาก

หนึ่งคาบ ( 0 < θ < 2π )ของรูปคลื่นเวอร์ไซน์หรือที่พบได้บ่อยกว่าคือรูปคลื่นฮาเวอร์ไซน์ มักใช้ในการประมวลผลสัญญาณและทฤษฎีการควบคุมเป็นรูปทรงของพัลส์หรือฟังก์ชันหน้าต่าง (รวมถึง หน้าต่าง Hann , Hann–PoissonและTukey ) เนื่องจากมัน"เปิด" จากศูนย์ไปหนึ่ง (สำหรับฮาเวอร์ไซน์) และกลับไปที่ศูนย์ อย่างราบรื่น ( ต่อเนื่องทั้งในค่าและความชัน ) [ nb 2 ]ในการใช้งานเหล่านี้ เรียกว่าฟังก์ชัน Hannหรือตัวกรองโคไซน์ยกกำลัง

เอกลักษณ์ทางคณิตศาสตร์

คำจำกัดความ

เวอร์ซิน(θ):=2บาป2(θ2)=1คอส(θ){\displaystyle \operatorname {versin} (\theta ):=2\sin ^{2}\!\left({\frac {\theta }{2}}\right)=1-\cos(\theta )\,}[ 4 ]พล็อตของเวอร์ชัน
ครอบคลุม(θ):=เวอร์ซิน(π2θ)=1บาป(θ){\displaystyle \operatorname {coversin} (\theta ):=\operatorname {versin} \!\left({\frac {\pi }{2}}-\theta \right)=1-\sin(\theta )\,}[ 4 ]พล็อตของปก
เวอร์โคซิน(θ):=2คอส2(θ2)=1+คอส(θ){\displaystyle \operatorname {vercosin} (\theta ):=2\cos ^{2}\!\left({\frac {\theta }{2}}\right)=1+\cos(\theta )\,}[ 18 ]พล็อตของเวอร์โคซิน
ฮาเวอร์ซิน(θ):=เวอร์ซิน(θ)2=บาป2(θ2)=1คอส(θ)2{\displaystyle \operatorname {haversin} (\theta ):={\frac {\operatorname {versin} (\theta )}{2}}=\sin ^{2}\!\left({\frac {\theta }{2}}\right)={\frac {1-\cos(\theta )}{2}}\,}[ 4 ]พล็อตเรื่องฮาเวอร์ซิน

การหมุนเป็นวงกลม

ฟังก์ชันเหล่านี้เป็นการหมุนแบบวงกลมของกันและกัน เวอร์ซิน(θ)=ครอบคลุม(θ+π2)=เวอร์โคซิน(θ+π){\displaystyle {\begin{aligned}\operatorname {versin} (\theta )&=\operatorname {coversin} \left(\theta +{\frac {\pi }{2}}\right)=\operatorname {vercosin} \left(\theta +\pi \right)\end{aligned}}}

อนุพันธ์และปริพันธ์

xเวอร์ซิน(x)=บาปx{\displaystyle {\frac {\mathrm {d} }{\mathrm {d} x}}\ชื่อผู้ดำเนินการ {versin} (x)=\sin {x}}[ 42 ]เวอร์ซิน(x)x=xบาปx+ซี{\displaystyle \int \operatorname {versin} (x)\,\mathrm {d} x=x-\sin {x}+C}[ 4 ] [ 42 ]
xเวอร์โคซิน(x)=บาปx{\displaystyle {\frac {\mathrm {d} }{\mathrm {d} x}}\ชื่อผู้ดำเนินการ {vercosin} (x)=-\sin {x}}เวอร์โคซิน(x)x=x+บาปx+ซี{\displaystyle \int \operatorname {vercosin} (x)\,\mathrm {d} x=x+\sin {x}+C}
xครอบคลุม(x)=คอสx{\displaystyle {\frac {\mathrm {d} }{\mathrm {d} x}}\operatorname {coversin} (x)=-\cos {x}}[ 19 ]ครอบคลุม(x)x=x+คอสx+ซี{\displaystyle \int \operatorname {coversin} (x)\,\mathrm {d} x=x+\cos {x}+C}[ 19 ]
xฮาเวอร์ซิน(x)=บาปx2{\displaystyle {\frac {\mathrm {d} }{\mathrm {d} x}}\ชื่อผู้ดำเนินการ {haversin} (x)={\frac {\sin {x}}{2}}}[ 24 ]ฮาเวอร์ซิน(x)x=xบาปx2+ซี{\displaystyle \int \operatorname {haversin} (x)\,\mathrm {d} x={\frac {x-\sin {x}}{2}}+C}[ 24 ]

ฟังก์ชันผกผัน

ฟังก์ชันผกผัน เช่นarcversine (arcversin, arcvers, [ 8 ] avers, [ 43 ] [ 44 ] aver), arcvercosine (arcvercosin, arcvercos, avercos, avcs), arccoversine (arccoversin, arccovers, [ 8 ] acovers, [ 43 ] [ 44 ] acvs), arccovercosine (arccovercosin, arccovercos, acovercos, acvc), archaversine (archaversin, archav, haversin −1 , [ 45 ] invhav, [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] ahav, [ 43 ] [ 44 ] ahvs, ahv, hav −1 [ 49 ] [ 50 ] ), archavercosine (archavercosin, archavercos, ahvc), archacoversine (archacoversin, นอกจากนี้ยังมี สารที่กลายพันธุ์เป็น archacovercosine ( ahcv, archacovercosin, archacovercos, ahcc) อีกด้วย:

อาร์คเวอร์ซิน(y)=อาร์คคอส(1y){\displaystyle \operatorname {arcversin} (y)=\arccos \left(1-y\right)\,}[ 43 ] [ 44 ]
อาร์คเวอร์คอส(y)=อาร์คคอส(y1){\displaystyle \ตัวดำเนินการ {arcvercos} (y)=\arccos \left(y-1\right)\,}
อาร์คโคเวอร์ซิน(y)=อาร์คซิน(1y){\displaystyle \operatorname {arccoversin} (y)=\arcsin \left(1-y\right)\,}[ 43 ] [ 44 ]
อาร์คโคเวอร์คอส(y)=อาร์คซิน(y1){\displaystyle \operatorname {arccovercos} (y)=\arcsin \left(y-1\right)\,}
อาร์คาเวอร์ซิน(y)=2อาร์คซิน(y)=อาร์คคอส(12y){\displaystyle \operatorname {archaversin} (y)=2\arcsin \left({\sqrt {y}}\right)=\arccos \left(1-2y\right)\,}[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 49 ] [ 50 ]
อาร์คาเวอร์คอส(y)=2อาร์คคอส(y)=อาร์คคอส(2y1){\displaystyle \operatorname {archavercos} (y)=2\arccos \left({\sqrt {y}}\right)=\arccos \left(2y-1\right)}
อาร์คาโคเวอร์ซิน(y)=อาร์คซิน(12y){\displaystyle \operatorname {archacoversin} (y)=\arcsin \left(1-2y\right)\,}
อาร์ชาโคเวอร์คอส(y)=อาร์คซิน(2y1){\displaystyle \operatorname {archacovercos} (y)=\arcsin \left(2y-1\right)\,}

คุณสมบัติอื่นๆ

ฟังก์ชันเหล่านี้สามารถขยายไปยังระนาบเชิงซ้อนได้[ 42 ] [ 19 ] [ 24 ]

ชุด Maclaurin : [ 24 ]เวอร์ซิน(z)=เค=1(1)เค1z2เค(2เค)!ฮาเวอร์ซิน(z)=เค=1(1)เค1z2เค2(2เค)!{\displaystyle {\begin{aligned}\operatorname {versin} (z)&=\sum _{k=1}^{\infty }{\frac {(-1)^{k-1}z^{2k}}{(2k)!}}\\\operatorname {haversin} (z)&=\sum _{k=1}^{\infty }{\frac {(-1)^{k-1}z^{2k}}{2(2k)!}}\end{aligned}}}

ลิมθ0เวอร์ซิน(θ)θ=0{\displaystyle \lim _{\theta \to 0}{\frac {\operatorname {versin} (\theta )}{\theta }}=0}[ 8 ]

เวอร์ซิน(θ)+ครอบคลุม(θ)เวอร์ซิน(θ)ครอบคลุม(θ)ผู้บริหาร(θ)+เอ็กซ์เอสซี(θ)ผู้บริหาร(θ)เอ็กซ์เอสซี(θ)=2เวอร์ซิน(θ)ครอบคลุม(θ)เวอร์ซิน(θ)ครอบคลุม(θ)[เวอร์ซิน(θ)+ผู้บริหาร(θ)][ครอบคลุม(θ)+เอ็กซ์เอสซี(θ)]=บาป(θ)คอส(θ){\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {\operatorname {versin} (\theta )+\operatorname {coversin} (\theta )}{\operatorname {versin} (\theta )-\operatorname {coversin} (\theta )}}-{\frac {\operatorname {exsec} (\theta )+\operatorname {excsc} (\theta )}{\operatorname {exsec} (\theta )-\operatorname {excsc} (\theta )}}&={\frac {2\operatorname {versin} (\theta )\operatorname {coversin} (\theta )}{\operatorname {versin} (\theta )-\operatorname {coversin} (\theta )}}\\[3pt][\operatorname {versin} (\theta )+\operatorname {exsec} (\theta )]\,[\operatorname {coversin} (\theta )+\operatorname {excsc} (\theta )]&=\sin(\theta )\cos(\theta )\end{aligned}}}[ 8 ]

การประมาณค่า

การเปรียบเทียบฟังก์ชันเวอร์ไซน์กับค่าประมาณของฟังก์ชันเวอร์ไซน์สามแบบ สำหรับมุมตั้งแต่ 0ถึง
การเปรียบเทียบฟังก์ชันเวอร์ไซน์กับค่าประมาณของฟังก์ชันเวอร์ไซน์สามแบบ สำหรับมุมตั้งแต่0ถึงπ /2

เมื่อค่าเวอร์ไซน์vมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับรัศมีrจะสามารถประมาณได้จากความยาวคอร์ดครึ่งหนึ่งL (ระยะทางACที่แสดงด้านบน) โดยใช้สูตร[ 51 ]วีแอล22.{\displaystyle v\approx {\frac {L^{2}}{2r}}.}

อีกวิธีหนึ่ง หากค่าเวอร์ไซน์มีขนาดเล็ก และทราบค่าเวอร์ไซน์ รัศมี และความยาวครึ่งคอร์ดแล้ว สามารถใช้ค่าเหล่านี้ในการประมาณความยาวส่วนโค้งs ( ADในรูปด้านบน) โดยใช้สูตร แอล+วี2{\displaystyle s\approx L+{\frac {v^{2}}{r}}} สูตรนี้เป็นที่รู้จักของนักคณิตศาสตร์ชาวจีนShen Kuoและสูตรที่แม่นยำยิ่งขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับ sagitta ได้รับการพัฒนาขึ้นในอีกสองศตวรรษต่อมาโดยGuo Shoujing [ 52 ]

การประมาณค่าที่แม่นยำยิ่งขึ้นที่ใช้ในทางวิศวกรรม[ 53 ]คือ วี32แอล128{\displaystyle v\approx {\frac {s^{\frac {3}{2}}L^{\frac {1}{2}}}{8r}}}

เส้นโค้งและคอร์ดตามอำเภอใจ

บางครั้ง คำว่าเวอร์ไซน์ยังใช้เพื่ออธิบายการเบี่ยงเบนจากความตรงในเส้นโค้งระนาบใดๆ ซึ่งวงกลมข้างต้นเป็นกรณีพิเศษ เมื่อกำหนดคอร์ดระหว่างสองจุดในเส้นโค้ง ระยะทางตั้งฉากvจากคอร์ดไปยังเส้นโค้ง (โดยปกติที่จุดกึ่งกลางของคอร์ด) เรียกว่า การวัด เวอร์ไซน์สำหรับเส้นตรง เวอร์ไซน์ของคอร์ดใดๆ จะเป็นศูนย์ ดังนั้นการวัดนี้จึงบ่งบอกถึงความตรงของเส้นโค้งในกรณีที่ความยาวคอร์ด L เข้าใกล้ศูนย์ อัตราส่วน 8v /จะเข้าใกล้ความโค้งทันทีการใช้งานนี้พบได้ทั่วไปโดยเฉพาะในการขนส่งทางรางซึ่งใช้อธิบายการวัดความตรงของรางรถไฟ[ 54 ]และเป็นพื้นฐานของ วิธี การ Halladeสำหรับการสำรวจรางรถไฟ

คำว่าsagitta (มักย่อว่าsag ) ถูกนำมาใช้ในทางทัศนศาสตร์ ในลักษณะ เดียวกันเพื่ออธิบายพื้นผิวของเลนส์และกระจก

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. 1 2แหล่งข้อมูลภาษาอังกฤษบางแหล่งสับสนระหว่างโคไซน์แบบเวอร์ส (versed cosine) กับไซน์แบบคัฟเวอร์ (coversed sine) ในอดีต (เช่น ในงานของCauchy, 1821 ) ไซนัสแบบเวอร์ส ( sinus versusหรือ versine) ถูกนิยามว่าsiv( θ )  =  1 − cos( θ )โคไซนัสแบบเวอร์ส (cosinus versusหรือที่ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ คัฟเวอร์ไซน์) ถูกนิยามว่าcosiv( θ )  =  1 − sin( θ )และเวอร์โคไซน์ แบบเวอร์ส (vercosine) ถูกนิยามว่า vcs θ  =  1 + cos( θ )อย่างไรก็ตาม ในการแปลงานของ Cauchy เป็นภาษาอังกฤษในปี 2009 Bradley และ Sandiferเชื่อมโยงโคไซนัสแบบเวอร์ส (และ cosiv) กับโคไซน์แบบเวอร์ส (ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ เวอร์โคไซน์) มากกว่าไซน์แบบคัฟเวอร์ ในทำนองเดียวกัน ในงานปี 1968/2000 ของพวกเขาKorn และ Kornเชื่อมโยง ฟังก์ชัน covers( θ )กับโคไซน์แบบ versedแทนที่จะเป็น ไซน์ แบบcoversed
  2. 1 2ตัวย่อ hvsที่บางครั้งใช้สำหรับฟังก์ชัน haversine ในการประมวลผลสัญญาณและการกรอง บางครั้งก็ใช้สำหรับฟังก์ชันขั้นบันได Heaviside ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับ haversine ด้วย

อ่านเพิ่มเติม

  • Pegg, Jr., Ed . " Sagitta, Apothem, and Chord" . โครงการสาธิต Wolfram
  • ฟังก์ชันตรีโกณมิติที่ GeoGebra.org
  • การแสดงภาพเชิงเรขาคณิตแบบโต้ตอบและไดนามิกของฟังก์ชันตรีโกณมิติแบบโบราณและสมัยใหม่ที่ Desmos.com
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Versine&oldid=1363281381#Haversine "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เวอร์ซีน

เวอร์ไซน์หรือเวอร์เซดไซน์เป็นฟังก์ชันตรีโกณมิติ ที่พบใน ตารางตรีโกณมิติยุคแรกๆ ( ภาษาสันสกฤตAryabhatiya ส่วนที่ 1) เวอร์ไซน์ของมุมหนึ่งคือ 1 ลบโคไซน์ของ มุมนั้น

ภาพรวม

เวอร์ ไซน์ [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] หรือ เวอร์ไซน์แบบกลับด้าน [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] เป็น ฟังก์ชันตรีโกณมิติ ที่ปรากฏอยู่ในตารางตรีโกณมิติยุคแรกๆ บางส่วน มีการใช้สัญลักษณ์ในสูตรโดยใช้ตัวย่อ versin , sinver , [ 13 ] [ 14 ] vers หรือ siv [ 15 ] [...

เวอร์ซีนและโคเวอร์ซีน

ฟังก์ชัน ไซน์ ธรรมดา( ดูหมายเหตุเกี่ยวกับรากศัพท์ ) บางครั้งในอดีตเรียกว่า ไซน์เรคตัส ("ไซน์ตรง") เพื่อเปรียบเทียบกับไซน์เวอร์เซด ( ไซน์เวอร์เซด ) [ 31 ] ความหมายของคำเหล่านี้จะชัดเจนหากพิจารณาฟังก์ชันในบริบทดั้งเดิมของคำจำกัดความ ซึ่งก็คือ วงกลมหน่วย :

ฮาเวอร์ซีน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ค่าฮาเวอร์ไซน์มีความสำคัญใน การนำทาง เนื่องจากปรากฏอยู่ใน สูตรฮาเวอร์ไซน์ ซึ่งใช้ในการคำนวณระยะทางบน ทรงกลม ดาราศาสตร์ได้อย่างแม่นยำพอสมควร (ดูปัญหาเกี่ยวกับ รัศมีของโลกเทียบกับทรงกลม ) โดยกำหนดตำแหน่งเชิงมุม (เช่น ลองจิจูด และ ละติจูด )...