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La exsecante ( exsec , exs ) y excosecante ( excosec , excsc , exc ) son funciones trigonométricas definidas en términos de las funciones secante y cosecante . Solían ser importantes en campos como la topografía , la ingeniería ferroviaria , la ingeniería civil , la astronomía y la trigonometría esférica y podrían ayudar a mejorar la precisión, pero rara vez se usan hoy en día, excepto para simplificar algunos cálculos.

Existente [ editar ]

Las funciones trigonométricas, incluyendo el exsecante, se pueden construir geométricamente en términos de una unidad de círculo con centro en O . El existente es la porción DE de la secante exterior al círculo.

El  existente , [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] (Latín: secans exterior [10] [11] [12] [13] ) también conocido como exterior , externa , [14] [15] [16] [17] externa o secante externa y abreviada como exsec [18] [19] [20] [21] o exs , [22] es una función trigonométrica definida en términos de la secante función sec ( θ ):[23]

El nombre existente se puede entender a partir de una construcción gráfica de las diversas funciones trigonométricas de un círculo unitario , como se usó históricamente. sec ( θ ) es la línea secante OE , y la exsecante es la porción DE de esta secante que se encuentra exterior al círculo ( ex es en latín para fuera de ).

Excosecant [ editar ]

exsecante (azul) y excosecante (verde)

Una función relacionada es la excosecante [5] [24] o coexsecante , [25] [18] [26] también conocida como cosecante exterior , externa , [17] externa o externa y abreviada como excosec , coexsec , [14] [18 ] [26] excsc [5] [24] o exc , [22] el existente del ángulo complementario:

[24]

Uso [ editar ]

Importante en campos como la agrimensura , [8] ingeniería ferroviaria [5] (por ejemplo para trazar curvas de ferrocarril y peralte ), ingeniería civil , astronomía y trigonometría esférica hasta la década de 1980, la función existente ahora se utiliza poco. [8] [23] Esto se debe principalmente a que la amplia disponibilidad de calculadoras y computadoras ha eliminado la necesidad de tablas trigonométricas de funciones especializadas como esta. [8]

La razón para definir una función especial para el existente es similar al razonamiento para el versino : para ángulos pequeños θ , la función sec ( θ ) se acerca a uno , por lo que el uso de la fórmula anterior para el existente implicará la resta de dos casi iguales cantidades, resultando en una cancelación catastrófica . Por lo tanto, una tabla de la función secante necesitaría una precisión muy alta para ser utilizada para la exsecante, lo que haría útil una tabla de exsecantes especializada. Incluso con una computadora, los errores de punto flotante pueden ser problemáticos para los ángulos pequeños existentes, si se usa la definición basada en coseno. Una fórmula más precisa en este límite sería utilizar la identidad:

[3] [4] [17]

o

[17]

Antes de la disponibilidad de computadoras, esto requeriría multiplicaciones que consumirían mucho tiempo.

La función existente ya fue utilizada por Galileo Galilei en 1632, aunque todavía la llamó segante (que significa secante ). [27] [28] [29] [30] El término latino secans exterior se usó desde al menos alrededor de 1745. [10] [11] [12] [13] El uso del término inglés secante externa y la abreviatura ex. segundo. se remonta al menos a 1855, cuando Charles Haslett publicó la primera tabla conocida de exsecants. [1] [31] Variaciones como ex secante y exsecestaban en uso en 1880, [14] y exsecant se utilizó desde 1894 como mínimo. [2]

Los términos coexsecante [25] y coexsec [2] se pueden encontrar ya en 1880 y [2] [25] seguidos de excosecante desde 1909. [5] La función también fue utilizada por Albert Einstein para describir la energía cinética de fermiones . [29] [30]

Identidades matemáticas [ editar ]

Derivados [ editar ]

[21]

Integrales [ editar ]

[21]

Funciones inversas [ editar ]

Las funciones inversas arcexsecant [26] ( arcexsec , [5] [26] aexsec , [32] [33] aexs , exsec −1 ) y arcexcosecant ( arcexcosec , arcexcsc , [5] aexcsc , aexc , arccoexsecant , arccoexsec , excsc - 1 ) existen también:

[26] [32] [33] (para y  ≤ −2 o y  ≥ 0) [26]

Otras propiedades [ editar ]

Derivado del círculo unitario:

La función existente está relacionada con la función tangente por

[23]

En analogía, la función excosecante está relacionada con la función cotangente por

La función existente está relacionada con la función seno por

En analogía, la función excosecante está relacionada con la función coseno por

[30]

Las funciones existentes y excosecantes pueden extenderse al plano complejo . [21]

[5]
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Ver también [ editar ]

  • Identidades trigonométricas  : Igualdades que involucran funciones trigonométricas
  • Versino  - 1 menos el coseno de un ángulo
  • Cuerda  : segmento de línea geométrica cuyos extremos se encuentran en la curva
  • Circunferencia y excirculación de un triángulo  : círculos tangentes a los tres lados de un triángulo
  • Exponencial menos 1
  • Logaritmo natural más 1

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b Haslett, Charles (septiembre de 1855). Hackley, Charles W. (ed.). El libro práctico de referencia del mecánico, del maquinista, del ingeniero: contiene tablas y fórmulas para su uso en la medición superficial y sólida; resistencia y peso de los materiales; mecánica; maquinaria; hidráulica, hidrodinámica; motores marinos, química; y recetas variadas. Adaptado y para el uso de todas las clases de mecánica práctica. Junto con el Libro de campo del ingeniero: Contiene fórmulas para las diversas líneas de funcionamiento y cambio, ubicación de vías laterales e interruptores, etc., etc. Tablas de radios y sus logaritmos, senos naturales y logarítmicos versados ​​y secantes externos, senos naturales y tangentes a cada grado y minuto del cuadrante,y logaritmos de los números naturales de 1 a 10,000. Nueva York, Estados Unidos: James G. Gregory, sucesor de WA Townsend & Co. (Stringer & Townsend) . Consultado el 13 de agosto de 2017 . […] Aún así, habría mucho trabajo de cálculo que podría ahorrarse mediante el uso de tablas de secantes externos y senos versados , que han sido empleadas con gran éxito recientemente por los ingenieros del ferrocarril de Ohio y Mississippi., y que, con las fórmulas y reglas necesarias para su aplicación al trazado de curvas, elaboradas por el Sr. Haslett, uno de los Ingenieros de esa Carretera, se dan ahora por primera vez al público. […] Al presentar este trabajo al público, el Autor reclama para él la adaptación de un nuevo principio en el análisis trigonométrico de las fórmulas generalmente utilizadas en los cálculos de campo. La experiencia ha demostrado que los senos versados ​​y las secantes externas entran con tanta frecuencia en los cálculos de curvas como los senos y las tangentes; y por su uso, como se ilustra en los ejemplos dados en este trabajo, se cree que muchas de las reglas de uso general están mucho más simplificadas, y muchos cálculos relacionados con curvas y líneas corridas se hacen menos intrincados, y los resultados se obtienen con más precisión y mucho más. menos problemas,que por cualquier método establecido en obras de este tipo. Todos los ejemplos dados han sido sugeridos por la práctica real y se explicarán por sí mismos. […] Como libro para uso práctico en el trabajo de campo, se cree con seguridad que esto es más directo en la aplicación de reglas y facilidad de cálculo que cualquier otro trabajo actualmente en uso. Además de las tablas que se encuentran generalmente en libros de este tipo, el autor ha preparado, con gran esfuerzo, una Tabla de senos naturales y logarítmicos versados ​​y secantes externos, calculada en grados, para cada minuto; también, una Tabla de Radios y sus Logaritmos, de 1 ° a 60 °. […]se cree con seguridad que esto es más directo en la aplicación de reglas y facilidad de cálculo que cualquier trabajo actualmente en uso. Además de las tablas que se encuentran generalmente en libros de este tipo, el autor ha preparado, con gran esfuerzo, una Tabla de senos naturales y logarítmicos versados ​​y secantes externos, calculada en grados, para cada minuto; también, una Tabla de Radios y sus Logaritmos, de 1 ° a 60 °. […]se cree con seguridad que esto es más directo en la aplicación de reglas y facilidad de cálculo que cualquier trabajo actualmente en uso. Además de las tablas que se encuentran generalmente en libros de este tipo, el autor ha preparado, con gran esfuerzo, una Tabla de senos naturales y logarítmicos versados ​​y secantes externos, calculada en grados, para cada minuto; también, una Tabla de Radios y sus Logaritmos, de 1 ° a 60 °. […] Edición de 1856
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