Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
math.pdf
Скачиваний:
449
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
9.32 Mб
Скачать

Алгебра та елементарні функції

Формули подвійного аргументу

sin2α =2sinαcosα; cos2α =2cos2 α−1; cos2α = cos2 α−sin2 α; cos2α =1−2sin2 α; tg2α = 12tgtgα2 α .

Формули половинного аргументу

cos2

α

=

1+ cosα

;

sin2

 

α

=

 

1−cosα

;

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

tg2

α

=

1

−cosα

;

ctg2

α

=

1

+ cosα

.

 

 

+ cosα

 

 

 

2 1

 

 

 

2 1

−cosα

Формули перетворення синуса і косинуса кута через тангенс половини цього кута

 

 

2tg

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinα =

2

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

1+ tg2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1−tg2

α

 

cosα =

2

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ tg2

 

α

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2tg

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgα =

 

2

.

 

 

 

 

 

1−tg2

α

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Знаки тригонометричних функцій

З означення тригонометричних функцій легко зробити висновок щодо знаків тригонометричних функцій у координатних чвертях:

108

Тригонометричні функції

+

y

 

+

 

-

y

 

+

 

-

y

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

- O

 

-

x

- O

 

+

+ O

 

-

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знаки

 

 

Знаки

 

Знаки тангенса

 

синуса

 

косинуса

 

і котангенса

 

Зміна тригонометричних функцій при зростанні α від 0 до

Зміну sinα, cosα, tgα, ctgα при зростанні α від 0 до 2π описано в табл. 2.

Позначення: — зростає; — спадає.

Таблиця 2

Функ­

І чверть

 

ІІ чверть ІІІ чверть

 

IV чверть

ція

0 < α <

π

 

π

< α < π π < α <

 

< α <2π

 

 

 

 

 

 

2

2

2

2

 

sinα

cosα

tgα

ctgα

Кути

0

 

π

 

π

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

0

 

–1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

–1

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

Не

0

 

Не

0

існує

існує

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Не

0

 

Не

0

 

Не

існує

 

існує

 

існує

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Періодичність тригонометричних функцій

Функція y = f(x) називається п е р і о д и ч н о ю з періодом T ≠ 0, якщо для будь-якого x з області визначення функції числа x+T і xT також належать області визначення й виконується умова: f(xT) = f(x) = f(x+T).

Якщо T — період функції y = f(x), то всі числа виду nT, де n Z, n ≠ 0, також є періодами функції.

Щоб побудувати графік періодичної функції з періодом T, достатньо побудувати графік на відрізку завдовжки­ T,

109

Алгебра та елементарні функції

а потім зробити паралельне перенесення одержаного графіка на відстані nT вправо і вліво вздовж осі Ox (n Z).

Тригонометричні функції є періодичними. Найменшим

додатним періодом функцій

y = sinx і y = cosx є 2π.

Найменшим додатним періодом функцій y = tgx і y = ctgx

є число π.

 

Отже:

 

sin(n) = sinα;

cos(n) = cosα;

tg(πn) = tgα;

ctg(πn) = ctgα.

Теорема. Якщо функція f(x) є періодичною і має період T, то функція Af(kx+b), де A, k, b — деякі числа, а k ≠ 0,

теж є періодичною, період її дорівнює

 

T

.

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

Так, періодом функції

y = sin 3x

 

 

 

є число

 

, періо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

3

 

 

 

x

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дом функції y =2tg

 

+

 

 

є число 2π.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Графіки тригонометричних функцій

Для побудування графіків тригонометричних функцій візьмемо π ≈3. Побудуємо графік функції y = sinx (див. рисунок).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

y = sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3π

−2π

−π

1

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

O π

 

 

 

 

 

 

 

x

 

2

 

 

2

 

2

-1

 

 

2

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ця крива називається с ин усоїдо ю.

 

Графік

функції

y = cosx можна дістати

з графіка

функції y = sinx паралельним перенесенням

його влі-

во вздовж осі Ox на

π

одиниць. Це випливає з формули

2

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

cosx = sin x+

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

110

 

 

 

Властивості тригонометричних функцій

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Властивості

 

 

 

 

 

 

Функції

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з/п

(n Z)

f(x) = sinx

 

 

f(x) = cosx

 

 

 

f(x) = tgx

 

f(x) = ctgx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Область

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

визначення

R

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

n;

 

 

 

n

(πn; π+πn)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Область

[−1; 1]

 

 

 

[−1; 1]

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

значень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Парність або

Непарна

 

 

 

Парна

 

 

 

 

Непарна

 

 

Непарна

 

 

 

 

непарність

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Період

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

Точки пере-

 

 

 

 

π

n;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

n; 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

тину графіка

(πn; 0)

 

 

 

 

0

 

 

 

 

(πn; 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

з віссю Ox

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тригонометр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Точки пере-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

тину графіка

(0; 0)

 

 

 

 

(0; 1)

 

 

 

 

 

(0; 0)

 

 

 

 

Немає

 

 

 

 

 

з віссю Oy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проміжки,

 

 

π

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

ичні

 

 

на яких

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

111

7

f приймає

(n; π+2πn)

 

+2πn;

 

+2πn

 

 

 

πn;

 

 

n

 

πn;

 

 

n

 

функції

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

додатні зна-

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

чення (f > 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

112

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закінення таблиці

Властивості

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функції

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з/п

(n Z)

 

 

 

 

f(x) = sinx

 

 

f(x) = cosx

 

 

 

f(x) = tgx

 

f(x) = ctgx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проміжки,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на яких

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

f приймає

 

(−π+2πn; 2πn)

 

 

+2πn;

 

+2πn

 

 

 

n;

πn

 

 

n;

πn

2

2

 

2

2

 

від’ємні зна-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чення (f < 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проміжки

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

зростання

 

 

+

n;

 

 

 

+2πn

 

[−π+2πn; 2πn]

 

 

 

n;

 

n

 

 

Немає

 

2

2

 

 

 

2

2

 

 

 

 

функції

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проміжки

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

спадання

 

 

 

+2πn;

 

 

 

 

+2πn

 

 

[n; π+2πn]

 

 

 

 

Немає

 

 

(πn; π+πn)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функції

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

Точки

 

 

 

 

π

+2πn

 

 

π+2πn

 

 

 

 

Немає

 

 

 

Немає

 

мінімуму

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

Мінімуми

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–1

 

 

 

–1

 

 

 

 

 

Немає

 

 

 

Немає

 

функції

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Точки

 

 

 

 

 

 

π

+2πn

 

 

n

 

 

 

 

 

Немає

 

 

 

Немає

 

максимуму

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

Максимуми

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

Немає

 

 

 

Немає

 

функції

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функції ніелементар та Алгебра

Тригонометричні функції

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

y = cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3π

−2π

−π

1

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

O π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

2

 

 

 

 

 

2

2

2

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Побудуємо графік функції y = tgx:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

y = tg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2π

 

 

−π

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

O π

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зверніть увагу: значення x = π + πn, n Z, не входять до

2

області визначення функції y = tgx. Прямі x = π + πn, n Z,

2

єасимптотамиграфіка.Графікноситьназву т а н г е н с ої д и.

Графік функції y = ctgx легко дістати,

скориставшись

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

формулою зведення ctgx = − tg x+

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

y

= ctg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2π

 

 

−π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

π

O

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розглянемо графік функції

y= −2sin 2x+ .

3

113

Алгебра та елементарні функції

Запишемо функцію у вигляді

 

 

π

 

 

y = −2sin 2 x+

 

.

 

 

 

 

3

 

 

Із цього випливає, що графік цієї функції можемо ді­

стати, якщо побудувати:

1)

графік функції y = sinx;

2)

графік функції

y = sin2x, стискаючи графік функції

 

y = sinx у два рази до оcі Oy;

3)графік функції y =2sin2x, розтягуючи у два рази вздовж осі Oy графік функції y = sin2x;

4)графік функції y = −2sin2x,відображуючи графік функції y =2sin2x симетрично відносно осі Ox;

5)графік функції y = −2sin 2 x+ π ,паралельно перенося-

3 π влівовздовжосіOx.y = −2sin2x

3

На рисунку не показані поступові перетворення графіка, а тільки остаточний вигляд графіка функції

y= −2sin 2x+ :

3

yy = −2sin 2x+

2 3

 

π

1

 

π

 

−π

 

 

π

2

 

 

2

π

O

π

x

6

3

 

6

3

 

-1

-2

Зверніть увагу: на практиці можна відразу побудувати

 

 

 

 

π

 

графік функції y = −2sin2

x+

 

, якщо врахувати такі мір-

 

кування:

 

 

3

 

 

 

 

 

1)

графік матиме вигляд синусоїди;

2)

точка графіка y = sinx

з координатами (0; 0) перейде

вшуканому графіку в точку π ; 0 ;

3

114

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]