Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon

Tässä tutkielmassa määritellään sini- ja kosinifunktiot sinifunktion käänteisfunktion avulla ja näiden funktioiden yleistykset eli funktiot sin<i><SUB>p</SUB></i> ja cos<i><SUB>p</SUB></i> aiempia määritelmiä varioimalla. Samalla osoitetaan, että merk...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Mikkola, Topias
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Matematiikan ja tilastotieteen laitos, Department of Mathematics and Statistics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2018
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/59667
_version_ 1828193093430542336
author Mikkola, Topias
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Mikkola, Topias Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Mikkola, Topias Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Mikkola, Topias
datasource_str_mv jyx
description Tässä tutkielmassa määritellään sini- ja kosinifunktiot sinifunktion käänteisfunktion avulla ja näiden funktioiden yleistykset eli funktiot sin<i><SUB>p</SUB></i> ja cos<i><SUB>p</SUB></i> aiempia määritelmiä varioimalla. Samalla osoitetaan, että merkittävä osa sini- ja kosinifunktioiden ominaisuuksista periytyy yleistyksille. Edelleen tutkitaan millä tasolla yleistykset vastaavat geometrisessä mielessä tavallisia sini- ja kosinifunktioita. Lopuksi tarkastellaan lyhyesti yleistettyjen funktioiden määrittelyn taustoja ja merkitystä kirjallisuudessa. Sinifunktio määritellään määrittelemällä ensin sen käänteisfunktio avoimella rajoitetulla välillä integroimalla sinifunktion käänteisfunktion derivaattaa. Käänteisfunktio laajennetaan määritellyksi myös välin päätepisteissä. Käänteisfunktion avulla määritellään sinifunktio paloittain koko reaaliakselille hyödyntäen käänteisfunktiolta periytyviä ominaisuuksia kuten jatkuvuutta, rajoittuneisuutta ja parittomuutta. Sitten osoitetaan, että myös käänteisfunktion derivoituvuus periytyy sinifunktiolle ja käsittää koko reaaliakselin. Tämän jälkeen kosinifunktio määritellään sinifunktion derivaattana ja osoitetaan, että kosinifunktiolla on vastaavat ominaisuudet kuin sinifunktiollakin. Huomataan, että sinifunktio saadaan kosinifunktion derivaatan vastalukuna ja siten nämä funktiot ovat äärettömästi derivoituvia. Sini- ja kosinifunktiolle osoitetaan myös muutamia yhteenlaskukaavoja sekä Pythagoraan trigonometrinen identiteetti. Funkiot sin<i><SUB>p</SUB></i> ja cos<i><SUB>p</SUB></i> määritellään aiempien määrittelyiden rakennetta hyödyntäen siten, että uudet funktiot ovat parametrista <i><SUB>p</SUB></i> riippuvaisia ja yhtyvät sini- ja kosinifunktioon parametrin <i><SUB>p</SUB></i> arvolla kaksi. Sitten osoitetaan, että myös yleistyksillä on edellä mainitut klassisten vastineidensa ominaisuudet. Tosin sin<i><SUB>p</SUB></i>-funktion tiedetään olevan vain kertaalleen derivoituva, eikä funktiota sin<i><SUB>p</SUB></i> siten voida suoraan esittää cos<i><SUB>p</SUB></i> -funktion derivaatan avulla. Funktioille sin<i><SUB>p</SUB></i> tai cos<i><SUB>p</SUB></i> ei voida myöskään johtaa Pythagoraan trigonometrisen identiteetin lisäksi muita yksinkertaisia vastineita sini- ja kosinifunktiolle näytetyistä yhteenlaskukaavoista. Geometrista tarkastelua varten määritellään l<i><SUB>p</SUB></i> -normi, joka vastaa tavallista Euklidista normia parametrin <i><SUB>p</SUB></i> arvolla kaksi. Sitten osoitetaan, että sin<i><SUB>p</SUB></i>- ja cos<i><SUB>p</SUB></i> -funktioilla voidaan parametrisoida l<i><SUB>p</SUB></i> -normin määrittämä yksikköympyrä. Tämän tuloksen avulla määritetään klassista napakoordinaattiesitystä vastaava yleistetty napakoordinaattiesitys l<i><SUB>p</SUB></i> -normin virittämään reaalitasoon. Samalla näytetään, että funktioiden sin<i><SUB>p</SUB></i> ja cos<i><SUB>p</SUB></i> argumentit eivät klassisen tapauksen tapaan vastaa yksikköympyrän sektorin kaaren pituutta. Huomataan myös, ettei Euklidisesta metriikasta tuttu sektorin kaaren pituuden ja pinta-alan välinen yhteys ole voimassa muissa l<i><SUB>p</SUB></i> -normin virittämissä reaalitasoissa. Etsittäessä geometristä tulkintaa yleistetyn sinifunktion argumentille huomataan, että yksikköympyrän sektorin kaksinkertainen pinta-ala toimii erään 1800-luvulla määritetyn sinifunktion yleistyksen argumenttina. Kirjallisuuslähteiden perusteella voidaan todeta, että myös myöhemmin tätä aihetta tutkineet matemaatikot ovat päätyneet yleistettyihin trigonometrisiin funktioihin tutkiessaan alkuarvo-ongelmia. Erityisesti sin<i><SUB>p</SUB></i>-funktio on ratkaisu erääseen eri muodoissaan paljon tutkittuun Dirichtletin alkuarvo-ongelmaan.
first_indexed 2019-08-19T08:21:10Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Juutinen, Petri", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Mikkola, Topias", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2018-09-26T05:58:42Z", "language": "", "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2018-09-26T05:58:42Z", "language": "", "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2018", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/59667", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n sini- ja kosinifunktiot sinifunktion k\u00e4\u00e4nteisfunktion avulla ja n\u00e4iden funktioiden yleistykset eli funktiot sin<i><SUB>p</SUB></i> ja cos<i><SUB>p</SUB></i> aiempia m\u00e4\u00e4ritelmi\u00e4 varioimalla. Samalla osoitetaan, ett\u00e4 merkitt\u00e4v\u00e4 osa sini- ja kosinifunktioiden ominaisuuksista periytyy yleistyksille. Edelleen tutkitaan mill\u00e4 tasolla yleistykset vastaavat geometrisess\u00e4 mieless\u00e4 tavallisia sini- ja kosinifunktioita. Lopuksi tarkastellaan lyhyesti yleistettyjen funktioiden m\u00e4\u00e4rittelyn taustoja ja merkityst\u00e4 kirjallisuudessa.\r\n\r\nSinifunktio m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n m\u00e4\u00e4rittelem\u00e4ll\u00e4 ensin sen k\u00e4\u00e4nteisfunktio avoimella rajoitetulla v\u00e4lill\u00e4 integroimalla sinifunktion k\u00e4\u00e4nteisfunktion derivaattaa. K\u00e4\u00e4nteisfunktio laajennetaan m\u00e4\u00e4ritellyksi my\u00f6s v\u00e4lin p\u00e4\u00e4tepisteiss\u00e4. K\u00e4\u00e4nteisfunktion avulla m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n sinifunktio paloittain koko reaaliakselille hy\u00f6dynt\u00e4en k\u00e4\u00e4nteisfunktiolta periytyvi\u00e4 ominaisuuksia kuten jatkuvuutta, rajoittuneisuutta ja parittomuutta. Sitten osoitetaan, ett\u00e4 my\u00f6s k\u00e4\u00e4nteisfunktion derivoituvuus periytyy sinifunktiolle ja k\u00e4sitt\u00e4\u00e4 koko reaaliakselin. T\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkeen kosinifunktio m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n sinifunktion derivaattana ja osoitetaan, ett\u00e4 kosinifunktiolla on vastaavat ominaisuudet kuin sinifunktiollakin. Huomataan, ett\u00e4 sinifunktio saadaan kosinifunktion derivaatan vastalukuna ja siten n\u00e4m\u00e4 funktiot ovat \u00e4\u00e4rett\u00f6m\u00e4sti derivoituvia. Sini- ja kosinifunktiolle osoitetaan my\u00f6s muutamia yhteenlaskukaavoja sek\u00e4 Pythagoraan trigonometrinen identiteetti.\r\n\r\nFunkiot sin<i><SUB>p</SUB></i> ja cos<i><SUB>p</SUB></i> m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n aiempien m\u00e4\u00e4rittelyiden rakennetta hy\u00f6dynt\u00e4en siten, ett\u00e4 uudet funktiot ovat parametrista <i><SUB>p</SUB></i> riippuvaisia ja yhtyv\u00e4t sini- ja kosinifunktioon parametrin <i><SUB>p</SUB></i> arvolla kaksi. Sitten osoitetaan, ett\u00e4 my\u00f6s yleistyksill\u00e4 on edell\u00e4 mainitut klassisten vastineidensa ominaisuudet. Tosin sin<i><SUB>p</SUB></i>-funktion tiedet\u00e4\u00e4n olevan vain kertaalleen derivoituva, eik\u00e4 funktiota sin<i><SUB>p</SUB></i> siten voida suoraan esitt\u00e4\u00e4 cos<i><SUB>p</SUB></i> -funktion derivaatan avulla. Funktioille sin<i><SUB>p</SUB></i> tai cos<i><SUB>p</SUB></i> ei voida my\u00f6sk\u00e4\u00e4n johtaa Pythagoraan trigonometrisen identiteetin lis\u00e4ksi muita yksinkertaisia vastineita sini- ja kosinifunktiolle n\u00e4ytetyist\u00e4 yhteenlaskukaavoista.\r\n\r\nGeometrista tarkastelua varten m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n l<i><SUB>p</SUB></i> -normi, joka vastaa tavallista Euklidista normia parametrin <i><SUB>p</SUB></i> arvolla kaksi. Sitten osoitetaan, ett\u00e4 sin<i><SUB>p</SUB></i>- ja cos<i><SUB>p</SUB></i> -funktioilla voidaan parametrisoida l<i><SUB>p</SUB></i> -normin m\u00e4\u00e4ritt\u00e4m\u00e4 yksikk\u00f6ympyr\u00e4. T\u00e4m\u00e4n tuloksen avulla m\u00e4\u00e4ritet\u00e4\u00e4n klassista napakoordinaattiesityst\u00e4 vastaava yleistetty napakoordinaattiesitys l<i><SUB>p</SUB></i> -normin viritt\u00e4m\u00e4\u00e4n reaalitasoon. Samalla n\u00e4ytet\u00e4\u00e4n, ett\u00e4 funktioiden sin<i><SUB>p</SUB></i> ja cos<i><SUB>p</SUB></i> argumentit eiv\u00e4t klassisen tapauksen tapaan vastaa yksikk\u00f6ympyr\u00e4n sektorin kaaren pituutta. Huomataan my\u00f6s, ettei Euklidisesta metriikasta tuttu sektorin kaaren pituuden ja pinta-alan v\u00e4linen yhteys ole voimassa muissa l<i><SUB>p</SUB></i> -normin viritt\u00e4miss\u00e4 reaalitasoissa.\r\n\r\nEtsitt\u00e4ess\u00e4 geometrist\u00e4 tulkintaa yleistetyn sinifunktion argumentille huomataan, ett\u00e4 yksikk\u00f6ympyr\u00e4n sektorin kaksinkertainen pinta-ala toimii er\u00e4\u00e4n 1800-luvulla m\u00e4\u00e4ritetyn sinifunktion yleistyksen argumenttina. Kirjallisuusl\u00e4hteiden perusteella voidaan todeta, ett\u00e4 my\u00f6s my\u00f6hemmin t\u00e4t\u00e4 aihetta tutkineet matemaatikot ovat p\u00e4\u00e4tyneet yleistettyihin trigonometrisiin funktioihin tutkiessaan alkuarvo-ongelmia. Erityisesti sin<i><SUB>p</SUB></i>-funktio on ratkaisu er\u00e4\u00e4seen eri muodoissaan paljon tutkittuun Dirichtletin alkuarvo-ongelmaan.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2018-09-26T05:58:42Z\r\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2018-09-26T05:58:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0\r\n Previous issue date: 2018", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "34", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "yleistetyt trigonometriset funktiot", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "sinp", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "cosp", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "sinifunktio", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kosinifunktio", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201809264244", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Matematiikan ja tilastotieteen laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Mathematics and Statistics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Matematiikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Mathematics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4041", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "trigonometriset funktiot", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "funktiot", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_59667
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:01:03Z
main_date 2018-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2018
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/6b5ef121-99da-47c1-b2f8-53765fae3dbe\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201809264244.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2018
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Mikkola, Topias Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon yleistetyt trigonometriset funktiot sinp cosp sinifunktio kosinifunktio Matematiikka Mathematics 4041 trigonometriset funktiot funktiot
title Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon
title_full Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon
title_fullStr Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon
title_full_unstemmed Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon
title_short Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon
title_sort johdanto yleistettyyn sini ja kosinifunktioon
title_txtP Johdanto yleistettyyn sini- ja kosinifunktioon
topic yleistetyt trigonometriset funktiot sinp cosp sinifunktio kosinifunktio Matematiikka Mathematics 4041 trigonometriset funktiot funktiot
topic_facet 4041 Matematiikka Mathematics cosp funktiot kosinifunktio sinifunktio sinp trigonometriset funktiot yleistetyt trigonometriset funktiot
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/59667 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201809264244
work_keys_str_mv AT mikkolatopias johdantoyleistettyynsinijakosinifunktioon