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※ 引述《sightseer ()》之銘言: : 常見的證明lim sinx/x=1 as x approaches 0的方法如下(夾擠定理) : http://tinyurl.com/kgkuehy : 其中用到 扇形OKA的面積=1/2*R^2*x : 但是這已經先假設我們已知如何定義並計算扇形面積了 : 所以如果"面積"概念尚未定義的情況下 : lim sinx/x=1如何證明? 我們直接想從圓的弧長要得到sin的微分性質是非常困難的 因為弧是曲線 要嚴格地證明曲線長度是否存在 非常費勁 另一方面 我們從面積出發 卻很容易嚴格地證明圓面積存在(有界連續函數的定積分) 我們把單位圓的面積記作 A 在數值上可以實際去計算 大約是3.14159... 圓的圓心角是四個直角 我們用角度量來記是360 現在我刻意避免使用徑度量來記角度 因為徑度量牽涉到圓周長 我們尚未能嚴格證明它存 在 於是 我們採用一種新的度量記法 叫做角的面度量 我們把 圓的圓心角 記作2A 現在我們將三角函數中的角度一律以面度量表示 則很容易從面積的關係得到 lim sin θ / θ = 1 注意 上式的 θ 是以面度量表示 因此 三角函數的微積分大樓從此蓋起 然後我們開始嚴格定義弧長 於是可證明單位圓的弧長是存在的而且正是2A 請見附圖 http://imgur.com/87WRO3s 正如用度度量來記角度一樣 用角的面度量來記角度 所有高中的三角函數公式完全適用 http://imgur.com/ZuvfxtH 如果大家覺得没有問題的話 我想把這篇文章整理一下投到 數學傳播季刊 如果投中的話 稿費將拿來請各位討論此系列文的板友吃雞排 -- Sent from my Android -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 123.194.229.234 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Math/M.1425015008.A.A97.html ※ 編輯: JohnMash (123.194.229.234), 02/27/2015 13:43:29
yueayase : 不要再科普說明了,這樣你會再受到攻擊02/27 13:43
JohnMash : 這是非常非常嚴格的證明02/27 13:44
alfadick : 至少我看了五分鐘, 還沒看到哪裡有不嚴謹~02/27 13:59
JohnMash : 我們一直把自己限制在以徑度量表示角度 以至於對三02/27 14:00
JohnMash : 角函數的可微性質之嚴格性高度質疑 但是角度一旦以02/27 14:00
JohnMash : 面度量表示 一切迎刃而解02/27 14:00
alfadick : 這份證明後面的細節用了你之前po過的一些部分02/27 14:04
alfadick : 因為你po過了, 所以你省略掉了, 不知道方不方便02/27 14:04
alfadick : 把圖剪接一下兜在一起成為完整的證明,以便我跟其他02/27 14:05
alfadick : 後面才follow這討論串的版友看02/27 14:05
yueayase : 我想想看02/27 14:09
yueayase : 如果我沒理解錯,應該是先(以積分)定義單位圓面積02/27 14:16
yueayase : =A,然後面度量和面積成比例(這是定義?)02/27 14:20
yueayase : tan, sin也是用面積做定義?02/27 14:21
yueayase : 稍微想了一下,若要以此為基礎,導出圓周長,甚至02/27 14:35
yueayase : 連sin'=cos都不用了,可以利用(sqrt(1-t^2),t)02/27 14:35
yueayase : 當參數,然後用S|r'(t)|dt和分部積分導出02/27 14:36
yueayase : 還有我始終覺得這好像還是以積分定義常數pi耶02/27 15:13
alfadick : 沒有, John的意思只是證明"半徑=1的圓面積存在"02/27 15:19
alfadick : 至於它和半徑有什麼關係, John完全不去處理02/27 15:19
alfadick : 至於半徑=2的圓面積是否存在, 也不需去處理02/27 15:19
alfadick : 不去處理無謂的東西,只專注在需要的,這樣就不會去02/27 15:20
alfadick : 勾搭到有的沒的的東西,造成麻煩. 02/27 15:20
alfadick : 他sin,cos的定義還是單位圓的定義02/27 15:21
alfadick : 他在把對圓的知識壓縮在最有限的狀況之下,去證明這02/27 15:22
alfadick : 個. 但是後面的夾擠部分我還沒check02/27 15:22
yueayase : 整理一下,先證明單位圓面積存在,然後定義角度度量02/27 16:23
yueayase : 但不是傳統採用弧長比的,是用面積比的02/27 16:23
yueayase : 在這度量下,定義三角函數sin,cos,tan, etc02/27 16:23
yueayase : 面積間的不等式不太確定是用高中那套出來的02/27 16:25
yueayase : 還是座標x,y參數訂出來的02/27 16:26
yueayase : 最後是 x/2 < tan(x/2)如何得出sinx > x?02/27 16:27
ttt95217 : 原來還可以投期刊呀 那會不會有板眾搶先一步 02/27 22:15
不會有問題啦 因為我已經先寫在這裡了 就像有人投期刊前 先把文章放在arXiv網站上 數學傳播季刊是數學普及刊物 不是什麼學術期刊
alfadick : John, 你用了夾擠, 換言之用了 lim(x->0) cos x=1 02/27 22:29
就像用徑度量或度度量來記角度時類似的方式 http://imgur.com/nVAKAqY
alfadick : 請問你怎麼證這個? 02/27 22:29
alfadick : 我還覺得其中有三個問題, 希望你能接招XD 02/27 22:29
yasfun : limcos不難,given e>0,畫x=1-e的鉛垂線 02/27 22:33
yueayase : 嗚,其實我搞不太懂是不是還要引進什麼Axiom才會比 02/27 22:56
yueayase : 較容易讓人知道那些圖形關係的原因? 02/27 22:57
yueayase : cos^2+sin^2=1是畢氏定理,能單純從面積和面度量得 02/27 23:01
yueayase : 來嗎? 02/27 23:01
我什麼都没有更動 只是角度以面度量來記而已 畢氏定理在歐氏空間永遠是對的 ※ 編輯: JohnMash (123.194.229.234), 02/27/2015 23:14:43
yueayase : 可能我想太多了,精神錯亂XD 02/27 23:24
yueayase : 用跟歐式空間用一樣的norm應該沒問題 02/27 23:47
alfadick : 我自己把lim(x->0)cosx=1的證明想出來了 02/27 23:53
alfadick : 不過不是用你的. 02/27 23:53
alfadick : "然後我們開始嚴格定義弧長, ..." 02/27 23:53
alfadick : 但我看你的圖片檔裡面好像沒有搭到弧長的概念 02/27 23:54
yueayase : 我覺得弧長只能從(sqrt(1-t^2),t),和S|r'(t)|dt 02/28 00:13
yueayase : 然後作分部積分得到 02/28 00:14
yueayase : 目前我覺得這樣做比較合理 02/28 00:14