Zykloide

Von: , Frage gestellt am Do, 4. Jan 2001

Hallo!

Ich versuche gerade die Bogenlänge der Zykloide zu berechnen und scheitere daran, daß ich nicht draufkomme warum
sin^2(t/2)=1/2(1-cos t)
ist.
Kann mir das jemand erklären?

Jetzt schon einmal DANKE!
Mone.

8 Antworten zu dieser Frage

  1. Antwort von nach einer Stunde hilfreich
    Re: Zykloide

    Hallo,

    neben dem Additionstheorem:
    cos²(x)+sin²(x) = 1

    gibt es auch noch die nuetzliche Eigenschaft:

    cos²(x)-sin²(x) = cos(2x)

    mit t/2 = x kannst du dass dann sehen.

    CIAO

    • Antwort von nach einer Stunde hilfreich
      Re^2: Zykloide

      Oh, das macht das Ganze schon viel einfacher! Danke!
      Wie kommt man auf diese Formel?

      Mone. [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

      • Antwort von nach 2 Stunden hilfreich
        Re^3: Zykloide

        Hallo,

        leider habe ich keine Zeit mehr, um das jetzt ausfuehrlicher zu erklaeren. Einige Sachen kann man sich geometrisch am Einheitskreis oder auch in der komplexen Zahlenebene erklaeren.

        Auf die schnelle wuerde ich aber sagen, dass man bei:

        cos²(x)-sin²(x) = cos(2x)

        am besten ueber die Summendarstellund von cos uns sin geht:

        sin(x) = SUM 1/(2n+1)!*x^(2n+1)
        cos(x) = SUM 1/2n!*x^(2n)

        n=0...unendlich

        Summen zusammenfassen, Namensaenderung der Laufindizes, bischen mit den Fakultaeten rumspielen --> ergibt dann ne neue Summe, die sich als cos(2x) schreiben laesst.

        Muss mich jetzt aber in den Zug setzten...

        BYE

        • Antwort von nach 2 Stunden hilfreich
          Re^4: Zykloide

          Danke! Damit komme ich schon weiter!
          Gute Fahrt! sin(x) = SUM 1/(2n+1)!*x^(2n+1)
          cos(x) = SUM 1/2n!*x^(2n)

      • Antwort von nach 4 Stunden hilfreich
        Re^3: Zykloide

        Oh, das macht das Ganze schon viel einfacher! Danke!
        Wie kommt man auf diese Formel?

        Mone.
        Das sind stinknormale Additionstheoreme. Es gilt eben

        cos(x+y)=cos(x)cos(y)-sin(x)sin(y), jetzt setze y:=x,...

        Ciao Lutz

        PS: Zum Angeben: Benutze exp(2ix)=exp(ix)^2

        • Antwort von nach 14 Stunden hilfreich
          Re^4: Zykloide

          Hallo,

          selbstverstaendlich hast Du vollkommen recht.
          Mit den Euler-Darstellungen:

          cos(x) + i sin(x) = exp(ix)

          cos(x) = 1/2 [exp(ix) + exp(-ix)]
          sin(x) = 1/2i [exp(ix) - exp(-ix)]

          kann man all die schoenen Dinge wie:

          cos²(x) + sin²(x) = 1
          cos²(x) - sin²(x) = cos(2x)
          2sin(x)cos(x) = sin(2x)

          beweisen. Oder auch, wenn man noch viele andere Theoreme als gegeben hinnimmt und gegenseitig verwendet.
          Aber wenn man ohne zu Hilfenahme anderer Theoreme Neue beweisen moechte, dann kommt man oft nicht ohne die Summendarstellung aus.

          CIAO

          • Antwort von nach 23 Stunden hilfreich
            Re^5: Zykloide

            Aber wenn man ohne zu Hilfenahme anderer Theoreme Neue
            beweisen moechte, dann kommt man oft nicht ohne die
            Summendarstellung aus.

            CIAO
            Nat"urlich geht das. Man kann die Additionstheoreme geometrisch am Einheitskreis beweisen (und jeder mit Abitur sollte das mal gesehen haben). Das einzige Problem ist dann zu zeigen, dass Sinus und Cosinus am Einheitskreis definiert mit der Reihendefinition "ubereinstimmen.

            Ciao Lutz

            • Antwort von nach einem Tag hilfreich
              Re^6: Zykloide

              OK,

              hast eigentlich Recht. 1:0 fuer Dich!

              BYE

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