Добавил:
researchgate.net Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
978-966-10-1272-0_Математика. Підручник для 10 класу. загальноосвітніх навчальних закладів. Рівень стандарту.pdf
Скачиваний:
981
Добавлен:
24.03.2018
Размер:
8.73 Mб
Скачать

§14. основні співвідношення між тригонометричними функціями

У даному параграфі встановлюються співвідношення між тригонометричними функціями, які дозволяють за значенням однієї з функцій за певних умов знаходити значення всіх інших. Ðозглядаються також формули, які зводять обчислення значень тригонометричних функцій у довільній точці до обчислення їхніх значень для аргу-

менту з проміжку 0;

π

.

 

2

 

1. Основна тригонометрична тотожність та наслідки з неї

Знайдемо зв’язок між сину- сом і косинусом того само- го аргументу. Нехай Рt(х(t);

у(t)) — точка тригонометричного кола, яка відповідає числу t (рис. 294). Тоді, за означенням синуса і косинуса, маємо такі рівності:

х(t) = cos t, y(t) = sin t.

Оскільки точка Рt належить тригономе-

тричному колу, то її координати задовольняють рівняння кола х2 + у2 = 1. Отже, для довільного t справджується рівність:

cos2t + sin2t = 1.

Ця рівність називається основною тригонометричною то-

тожністю.

До основних співвідношень між тригонометричними функціями одного аргументу відносять також рівності:

tgt = sincostt ; ctgt = sincostt .

252 Розділ 3. Тригонометричні Функції

З наведених вище рівностей випливають інші залежності між

тригонометричними функціями одного і того самого аргументу:

 

 

2

 

1

 

 

2

1

 

 

tgt ctgt =1,

1 + tg

t =

 

,

 

1 + ctg t =

 

.

 

cos2 t

 

sin2 t

 

Перша з них є простим наслідком означень тангенса і котан-

генса. Доведемо другу. Маємо:

 

 

2

sin2 t

cos2 t + sin2 t

 

1 + tg

 

t =1 + cos2 t =

 

cos2 t

=

 

 

 

 

 

= cos12 t . Третє співвідношення виводиться аналогічно. Рекомендуємо зробити це самостійно.

!Наведені співвідношення дозволяють за значенням однієї з тригонометричних функцій числа t обчислювати квадрати значень інших. Наприклад, якщо cost = 13 , то

sin2 t =1 cos2 t =1 19 = 89 . Для знаходження самих зна-

чень потрібна додаткова інформація, яка б надавала можливість встановлювати їхні знаки.

У попередньому параграфі розглядались приклади, де доводилось за означеннями тригонометричних функцій визначати знаки їхніх значень. Узагальнимо ці міркування, з’ясувавши, при яких значеннях аргументу тригонометричні функції набувають додатних значень, а при яких — від’ємних.

Синус числа t — це ордината точки Pt (див. рис. 294). Додатни-

ми є ординати тих точок, які розміщені над віссю абсцис, тобто знаходяться у першій чи у другій чверті. Якщо точка Pt розташо-

вана під віссю абсцис, тобто в третій або у четвертій чверті, то її ордината є від’ємною (рис. 295).

Властив³сть 1. Синус набуває додатних значень у пер-

шій і другій чвертях, а від’ємних — у третій і четвертій.

Далі міркуємо аналогічно. Косинус числа t — це абсциса точки Pt . Додатними є абсциси тих точок, які розміщені правіше від осі

ординат, тобто знаходяться у першій чи у четвертій чверті. Якщо точка Pt розташована лівіше від осі ординат, тобто в другій або у

третій чверті, то її абсциса є від’ємною (рис. 296).

Основні співвідношення між тригонометричними функціями

253

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Властив³сть 2. Косинус набуває додатних значень у пер-

шій і четвертій чвертях, а від’ємних — у другій і третій.

Згідно з означенням, tgt = sincostt , ctgt = sincostt , тому tg t і ctg t набувають додатних значень, якщо sin t і cos t мають однакові знаки. Відповідно, tg t і ctg t набувають від’ємних значень, якщо sin t і cos t мають різні знаки (рис. 297).

Властив³сть 3. Тангенс і котангенс набувають додатних

значень у першій і третій чвертях, а від’ємних — у другій і четвертій.

Ïðèê ëàä 1. Визначити знаки чисел: 1) cos 230°; 2) sin 79π ;

3)tg 95π .

1) Визначимо, в якій чверті знаходиться точка тригонометричного кола, яка визначає положення кута 230°. Маємо: 180° < < 230° < 270°. Тому зазначена точка лежить у третій чверті. Косинус у третій чверті набуває від’ємних значень. Тому cos 230° < 0.

2) Визначимо спочатку, в якій чверті знаходиться точка тригономе-

тричного кола, що відповідає числу . Оскільки π <

< π, то числу

 

 

 

 

9

2

 

9

 

відповідаєточка,яказнаходитьсяудругійчверті.Тому sin

>0.

9

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

3)Оскільки 3π <

9π < 2π,тоточка P9π розміщенаучетвертійчвер-

 

2

5

5

 

 

 

 

ті і tg

9π

< 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь. 1) cos 230° < 0; 2) sin 7π

> 0 ; 3) tg

9π

 

< 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

9

5

 

 

 

254

Розділ 3. Тригонометричні Функції

Приклад 2. Відомо, що cos t = – 0,6 і π

< t < π . Знайти sin t, tg t.

2

 

 

= 1 – cos2t =

З тотожності sin2t + cos2t = 1 знаходимо: sin2t

=1 −(−0,6)2 = 0,64 . Оскільки π < t < π ,

то

точка Pt

розміщена

2

 

tgt = sint = − 4 .

у другій чверті і sint > 0 . Тому sint = 0,8;

 

 

cost

3

Відповідь. 0,8; − 4 .

 

 

 

 

3

 

 

 

 

Ïðèê ëàä 3 . Спростити вираз cos2 α −(ctg2α +1)sin2 α.

Застосовуючи послідовно рівність

1 + ctg

2

1

і основну

 

 

t = sin2 t

 

тригонометричну тотожність, матимемо: cos2 α −(ctg2α +1)sin2 α =

= cos2 α − sin12 α sin2 α = cos2 α −1 = −sin2 α.

Відповідь. sin2 α.

При перетворенні тригонометричних виразів, як і алгебраїчних, області їхнього визначення можуть змінюватись. Так, у прикладі 3 даний вираз визначений при всіх дійсних значеннях α, окрім α = πп,

п Z. Спрощений вираз визначений при всіх дійсних значеннях

α. Щоб не ускладнювати запис, зазвичай домовляються, що рів-

ність даного виразу і спрощеного, отриманого за допомогою пере-

творень, справджується для всіх значень змінних, при яких визначені обидва вирази.

Розглянемо складніші приклади на застосування основних тригонометричних співвідношень.

Ïðèê ëàä 4. Визначити знаки чисел: sin2;

cos3; tg4; ctg5.

Відмітимо на тригонометричному колі точки Р2, Р3, Р4, Р5 (рис. 298). Враховуючи, що

sin 2 — це ордината точки P2 , дійдемо висно-

вку, що sin 2 > 0. Оскільки cos 3 – це абсциса точки P3 , то cos 3 < 0. Знаки tg4 і ctg 5 визна-

чимо, користуючись означеннями тангенса

Основні співвідношення між тригонометричними функціями

 

255

і котангенса: tg4 = sin

4 > 0, бо sin 4 < 0, cos 4 < 0,

ctg 5 = cos5

< 0 ,

 

cos

4

sin5

 

бо sin 5 < 0, cos 4 > 0.

 

 

 

Відповідь.

sin 2 >0; cos 3 < 0; tg 4 > 0; ctg 5 < 0.

 

 

Ïðèê ëàä 5 .

Довести, що

 

 

sin3 α(1 ctgα) cos3 α(1 tgα) = sin α − cosα .

Скориставшись означеннями tgα і ctgα та основною триго-

нометричною тотожністю, одержимо:

cos α

 

 

sin α

 

sin

3

3

α(1 tgα) = sin

3

 

3

 

=

 

α(1 ctgα) cos

 

α 1

 

cos

α 1

 

 

 

 

 

 

 

sin α

 

 

cosα

 

= sin

3

sin α − cosα

cos

3

cosα −sin α

= sin

2

α(sin α − cosα)

 

α

sin α

 

 

α

cosα

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 α(cosα −sin α) = (sin α − cosα)(sin2 α + cos2 α)= sin α − cosα.

Зверніть увагу на те, що у прикладі 5 вирази, що стоять у лівій і правій частинах рівності, мають різні області визначення, але їхні значення на спільній частині областей визначення співпадають.

Контрольні запитання

1°. Яке рівняння задовольняють координати всіх точок тригонометричного кола?

2°. Чи можуть синус і косинус одного й того самого аргументу дорівнювати відповідно: а) 0 і 0; б) 1 і 0; в) 1 і –1; г) 0,6 і 0,8; ґ) 0,5

і 0,5?

3. Чи правильно, що cos t = 35 , якщо sint = 45 ?

4. Чи можуть тангенс і котангенс одного й того самого аргументу

дорівнювати відповідно: а°) 1 і 0; б°) 1 і 1; в°) 1 і –1; г) 3

і

1

;

 

 

3

 

ґ) 2 + 3 і 2 3 ; д) 1 + 2 і 1 2 ?

5.Для яких точок Pt тригонометричного кола мають різні знaки:

а) sint і cos t; б) sin t і tg t?

6.Де розміщена точка Рt на тригонометричному колі, якщо:

а°) sin t > 0; б°) tg t < 0; в) cos 2t < 0; г) sin t cos t < 0; ґ) |sin t| = –sin t?

256

Розділ 3. Тригонометричні Функції

 

 

 

 

2. Формули зведення

 

 

 

 

Існують формули, які зводять обчислення значень

 

 

 

 

 

 

 

 

тригонометричних функцій для довільного аргу-

 

 

 

 

менту до обчислення їхніх значень на проміжку

 

π

. Ці формули називають формулами зведення.

0;

2

 

 

 

 

 

Формули зведення ґрунтуються на означеннях тригонометрич-

них функцій і властивостях геометричних перетворень – поворотів. Розглянемо на тригонометричному колі точку Pt (рис. 299).

Точку Pπ+t можна одержати з точки Pt за допомогою повороту на кут π. Тому точки Pt і Pπ+t симетричні відносно початку коорди-

нат. Їхні координати — протилежні числа. Отже, мають місце наступні формули:

cos(π +t) = −cost; sin(π +t) = −sint .

Точки Pt , Pπ−t симетричні відносно осі ординат (рис. 300). Вони

мають однакові ординати і протилежні абсциси. Це випливає з того, що точки Pt і Pt симетричні відносно осі абсцис, а точки Pt

і Pπ−t симетричні відносно початку координат. Тому справджуються наступні формули:

 

 

cos(π −t) = −cost;

sin(π −t) = sint .

Точки Pt

і P2π−t

збігаються (2π — повний оберт!) (рис. 301),

тому точки Pt

і P2π−t

симетричні відносно осі абсцис, у них одна-

кові абсциси і протилежні ординати. Відповідні формули мають

такий вигляд:

 

 

 

sin(2π −t) = −sint .

 

 

cos(2π −t) = cost;

Оскільки точки Pt

і P2π+t збігаються, то справджуються наступ-

ні формули:

 

 

 

 

 

sin(2π +t) = sint .

 

 

cos(2π +t) = cost;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основні співвідношення між тригонометричними функціями

257

!Головною особливістю наведеної групи формул є те, що вони стосуються лише однієї тригонометричної функції. Існує ще одна група формул зведення для синуса і косинуса. Вона відрізняється тим, що в кожній формулі містяться обидві тригонометричні функції.

Формулизведеннядлятангенсаікотангенсавипливаютьізозна-

чень цих функцій і відповідних формул для синуса і косинуса.

Наприклад, tg (π +t) =

sin (π +t)

 

= sint = tgt;

 

 

cos(π +t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cost

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

π

+t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

sint

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

= −tgt.

 

 

 

 

 

 

ctg

2

+t

=

 

 

 

 

 

 

=

cost

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

+t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Узагальнено формули зведення подані у таблиці 29.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 29

Аргумент

 

π

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3π

 

3π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

+t

π t

 

π +t

t

+t

2π t 2π +t

Функція

 

2

2

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

π

 

 

cos t

cos t

sin t

 

–sin t

–cos t

–cos t

–sin t

sin t

cos

 

 

 

sin t

–sin t

–cos t

–cos t

–sin t

sin t

cos t

cos t

tg

 

 

 

ctg t

–ctg t

–tg t

 

tg t

сtg t

–ctg t

–tg t

tg t

ctg

 

 

 

tg t

–tg t

–ctg t

сtg t

tg t

–tg t

–ctg t

ctg t

 

 

 

 

 

= cost,

 

 

 

π

 

 

 

= sint;

 

 

 

 

 

 

 

sin

2

t

 

cos

2

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

= cost,

 

cos

π

+t

 

= −sint;

 

 

 

 

 

sin

2

+t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3π

t

 

= −cost,

cos

3π

 

 

= −sint;

 

 

 

 

 

sin

2

 

 

 

2

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3π

+t

 

= −cost,

cos

3π

 

 

= sint.

 

 

 

 

 

sin

2

 

 

 

2

+t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обґрунтуємо наведені формули пізніше.

 

 

 

 

Аналізуючи таблицю, можна сформулювати так зване мнемонічне правило, яке дозволяє краще запам’ятати формули зведення.

17 Математика, 10 кл.

258

Розділ 3. Тригонометричні Функції

1) У формулі зведення функція не змінюється, якщо до аргументу додавати ±π або ж ±2π , і змінюється (синус на

косинус, тангенс на котангенс, косинус на синус, котангенс на тангенс), якщо додавати числа ± 2π чи ±32π .

2)Одержана функція у правій частині рівності береться

зтим самим знаком, який має початкова функція, якщо

вважати, що 0

< t <

π

2 .

Ïðèê ëàä 6 .

Знайти cos(270° – α).

Насамперед, помічаємо, що вираз містить кут 270° або 2π рад.

Тому функція змінюється, і у правій частині рівності має стояти sinα. Щоб визначити знак перед sinα, припускаємо, що кут α — гострий. Тоді точка P270°−α лежить у третій чверті тригонометрич-

ного кола. Але косинус у третій чверті — від’ємний. Тому перед sinα слід поставити знак «–» . Отже, cos(270° – α) = –sinα.

Відповідь. –sinα.

Приклад 7. Обчислити:1) sin116π; 2) cos 54π; 3) tg 43π; 4)sin1020°.

Для розв’язання перших трьох завдань подамо число, яке стоїть під знаком тригонометричної функції, у вигляді суми або

різниці чисел π або 2π і деякого числа, яке менше від

π

, і застосу-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

ємо відповідну формулу зведення. Необхідні пояснення наведені

при розв’язанні прикладу 6:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

sin

11π

= sin

 

 

 

π

= −sin

π

= −

1

;

 

 

6

 

2π −

 

6

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

 

5π

 

 

 

 

π

 

 

 

π

 

 

2

 

;

 

 

cos

 

 

= cos

π +

 

= −cos

 

= −

 

 

 

 

 

4

 

4

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

tg

4π

 

 

 

 

π

 

π

=

3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

3

= tg π +

3

= tg

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В останньому завданні виділимо з наведеного кута обертання

повні оберти, міри яких кратні 360°, їх можна відкинути. Далі застосовуємо формулу зведення.

Основні співвідношення між тригонометричними функціями

259

4)sin 1020° = sin(2 · 360° + 300°) = sin 300° = sin(360° – 60°) =

=–sin 60° = − 23 .

Відповідь. 1) 1

; 2)

2

; 3)

3; 4) −

 

3

.

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепер обґрунтуємо формули, в яких до аргументу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

додаються

π або

3π .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

і Pπ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Візьмемо дві точки P0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис. 302). Вони симетричні одна одній від2-

 

 

носно бісектриси першого і третього коорди-

 

 

натних кутів. Щоб побудувати точку Pt ,

по-

 

 

 

 

 

 

 

трібно рухатись

по

колу від точки P0

 

на

 

 

відстань

 

t

 

 

у певному напрямі. Щоб побуду-

 

 

 

 

вати точку

 

 

 

Pπ

, треба на таку саму відстань

 

 

 

 

 

 

2

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рухатись по колу від точки Pπ , але у протилежному напрямі. При

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цьому точки

Pt

і

Pπt

при

будь-якому t залишатимуться

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

симетричними відносно зазначеної прямої (у = х).

Звідси випливає, що ордината першої точки збігається з абсци-

сою другої, а її абсциса — з ординатою другої, тобто

 

π

 

 

 

 

 

 

π

 

= sint .

 

 

 

sin

2

t

= cost; cos

2

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усі інші формули обґрунтовуються за допомогою цих і раніше

отриманих формул:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

π

t

 

 

sin

2

+t

= sin

π −

2

+t

= sin

= cost;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

π

 

 

π

 

= −sint;

cos

2

+t

= −cos π −

2

+t

= −cos

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3π

t

 

= sin

 

π +

π

 

 

= −sin

π

 

= −cost;

sin

2

 

 

 

 

 

t

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

3π

t

 

 

 

π +

π

 

 

= −cos

π

 

= −sint.

cos

2

 

 

= cos

 

 

t

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

17*

260

 

 

 

 

 

 

Розділ 3. Тригонометричні Функції

3π

 

 

π

 

π

 

= −cost;

sin

2

+t

= sin

π +

2

+t

= −sin

2

+t

 

 

 

 

 

 

 

 

3π

 

 

π

 

π

 

= sint.

cos

2

+t

= cos

π +

2

+t

= −cos

2

+t

 

 

 

 

 

 

 

 

Для тангенса і котангенса кількість формул зведення можна зменшити. Справа в тім, що тангенс і котангенс довільного аргу-

менту можна звести до цих функцій аргументу з проміжку [0; π].

Справді, кожній точці на лінії тангенсів чи лінії котангенсів відповідає безліч чисел t + πn, n Z, тому тангенс і котангенс для t + πn при всіх n Z набувають того самого значення:

tg (t + πn) = tg t, ctg (t + πn) = ctg t.

Послуговуючись цим висновком, для переходу до тангенса чи

котангенса

 

гострого кута

достатньо

знати

формули тангенса

і котангенса для π ±t, π −t (90°±t,180°−t).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

17π;

 

 

 

11π

 

 

 

 

 

Ïðèê ëàä

 

8 . Обчислити:

1) tg

2) ctg

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

Виділимо з аргументу цілу кількість значень π.

 

 

1)

 

17π

 

 

5π

 

5π

 

 

 

π

 

 

 

 

 

π

 

1

 

 

tg

 

6

= tg 2π +

6

 

= tg

6

= tg π −

 

= −tg

6

= −

 

 

;

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

2)

ctg

11π

 

 

 

3π

 

3π

= ctg

 

 

π

 

= −ctg

π

= −1.

4

 

= ctg 2π +

4

= ctg

4

π −

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь.

1

;

–1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольні запитання

1.Як розміщені на тригонометричному колі одна відносно дру-

 

гої точки: а°)

Pπ+t і Pt ; б°) Pπ−t

і Pt ; в) Pt і Pπt ; г) Pt

і P

3π

t ?

 

 

 

 

 

2

2

 

2°.

Яка точка симетрична точці

Pt тригонометричного кола від-

 

носно: а) початку координат; б) осі ординат; в) осі абсцис?

3.

Які координати має точка тригонометричного кола, симетрич-

 

3

;

4

 

 

 

 

 

 

на точці P

5

відносно: а°) початку координат; б°) осі ор-

 

5

 

 

 

 

 

 

 

динат; в°) осі абсцис; г) прямої у = х; ґ) прямої у = –х?

Основні співвідношення між тригонометричними функціями

261

4.Як можна представити кут 112°, щоб скориставшись формулами зведення обчислити cos 112°?

5.Чому дорівнює вираз:

а) sin (π +1)+ sin1; б) sin (π +1)+ sin (π −1); в) cos π +1 + sin1?

2

6.Чи правильним є твердження, що косинус суми двох кутів трикутника дорівнює косинусу третього кута?

7.Чому дорівнює тангенс тупого кута паралелограма, якщо тан- генс гострого кута дорівнює 32 ?

Задачі

259.

Визначте знак виразу:

 

 

 

3°) sin 4πcos 9πtg 2π

 

 

1°) sin 65°;

 

2°) tg 147° sin 269°;

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

7

9

 

 

4) sin(2) cos2 tg(3) ;

 

 

 

5*) sin

3πtg cost .

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

5

9

 

 

260.

Нехай 0 < α <

. Визначте знак виразу:

 

 

 

 

 

π

 

2

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

;

+ α

3) sin (2α − π);

 

 

 

1°) sin

− α

2°) cos

2

;

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) tg (α − π);

 

5) cos(π − α);

 

 

2π −

α

 

 

 

 

 

6) ctg

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

261.Обчисліть значення кожної з тригонометричних функцій, якщо:

1°) sint = −0,8;

3π

< t < 2π ;

2°) cost = −

12

; π < t <

3π

;

2

13

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3) tgt = −2,4;

π

< t < π ;

4) ctgt = 3; 0 < t < π ;

 

 

 

 

 

2

< t < 3π ;

 

5

2

 

 

5°) sint =0,6;

π

6°) cost = −

; π < t < 2π .

2

13

 

 

 

2

 

 

 

 

262. Знайдіть координати точки

Pt на тригонометричному колі,

якщо:

 

 

 

 

 

 

 

 

1) ctgt = −

5

;

 

 

 

2) tgt = −4 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3*) ctgt = 2 +

3;

 

4*) tgt =1 +

2 .

 

 

262

 

 

 

 

 

263. Обчисліть:

 

1)

 

tg α

 

, якщо sin α = −

2

1 cosα

3

 

 

 

2)

 

ctgα

 

, якщо cosα = −

3

1 + sin α

 

4

 

 

 

Розділ 3. Тригонометричні Функції

іctg α > 0;

іctg α < 0.

264.

Спростіть вираз:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1°)

sin2 α −1

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

cos2 α −1

 

 

 

 

1 cos2 α

;

 

 

 

 

 

 

1 sin2 α;

 

 

 

 

3°)

cosαtgα −sin α ;

4°)

cosα −sin αctg α;

 

5°)

cos2 α + ctg2α + sin2 α ;

6°)

cos2 α + tg2α + sin2 α ;

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

;

 

8) 1 + tg

2

 

 

1

;

 

7) 1 + ctg

 

α +

 

 

 

 

 

α +

 

 

 

 

cos2 α

 

sin2 α

 

9) 1 + ctg2α ;

 

 

 

 

 

 

 

 

10)

 

1 + tg2α

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + ctg2 α

 

 

 

1 + tg2α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11) sin2 α −sin4 α + cos4 α ;

 

12) cos2

α − cos4 α + sin4 α ;

 

13) (tg α + ctg α)(1 + cosα)(1 cosα)

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14)

(tg α + ctg α)(1 + sin α)(1 sin α) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

15*)

 

tgα

 

;

 

 

 

 

 

16*)

 

 

ctg α

.

 

 

 

1 + tg2

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + ctg2α

265.

Доведіть тотожність:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1°)

1

 

+

 

1

 

 

=

 

1

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin2

α

cos2

α

 

sin2 α cos2

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) ctg2α − tg2α = cos2 α −sin2 α;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin2 α cos2 α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3°) cos4 α −sin4 α =1 2sin2 α;

 

4°) sin4 α − cos4 α =1 2cos2 α;

 

5) tg2α −sin2 α = tg2α sin2 α;

 

6) ctg2α − cos2 α = ctg2α cos2 α;

 

7)cos2 α + 2sin2 α + sin2 αtg2α =

 

 

 

1

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 α

 

 

 

 

 

 

 

8) sin2 α + 2cos2 α + cos2 αc tg2α =

 

1

 

.

 

 

 

 

 

sin2 α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

266°. Обчисліть значення тригонометричних функцій для на-

ступних кутів:

3) 150°;

4) 210°;

5) 225°;

1) 120°;

2) 135°;

6) 240°;

7) 300°;

8) 315°;

9) 330°;

10) 390°.

Основні співвідношення між тригонометричними функціями

 

 

 

 

 

263

267°. Користуючись формулами зведення, обчисліть:

 

 

 

 

 

1) sin

19π

;

 

2) cos

11π

;

3)

tg

11π

;

 

4) ctg

31π

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

3

13π

 

4

4π

 

 

6

8) ctg

5) sin

3

;

6) cos

 

6

; 7)

tg

3

;

 

4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

268°. Обчисліть значення виразу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) cos 990°

– sin 780° – ctg 945°;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) tg 1080°

– sin 855° + cos 1305°;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) 3cos 1860°

+ sin(–1920° ) + cos(–630°);

 

 

 

 

 

 

 

4) cos 2850° – cos (–765°) + tg 1035°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

269. Зведіть до тригонометричних функцій додатного аргументу, меншого від π:

1)9 ; 2) cos 359π; 3) tg 3512π; 4) ctg 185π.

270.Зведіть до значення тригонометричної функції для числа зsin 28π

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

відрізка 0;

:

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

1)

sin 4π ;

2) cos ;

3) tg 5π ; 4)

ctg 11π .

 

 

3

4

 

 

 

6

 

 

 

 

4

 

 

271.

Обчисліть:

 

 

 

 

 

 

 

1)

(sin10°+ sin 20°+ sin30°)(cos60°+ cos70°+ cos80°);

 

 

 

2*) ctg 31° ctg 32° ctg 33° … ctg 57° ctg 58° ctg 59°.

 

272.

Обчисліть суму:

 

 

 

 

 

 

1)

sin 0°+ sin1°+ sin 2°+...+ sin359°+ sin360°;

 

 

 

 

2)

tg20°+ tg40°+ tg60°+...+ tg160°+ tg180°.

 

 

 

273. Спростіть вираз:

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1)

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

sin(π + α)

+ cos

2

+ α

 

+ cos(2π − α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin α

 

 

tg

− α

 

 

 

cosα

 

 

2)

 

2

 

 

+

 

 

;

 

 

sin(π + α)

ctg(π − α)

 

cos(π − α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3π

 

 

 

 

ctg

2

− α

tg(π + α) + sin

2

− α

3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

cos(π + α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 3π − α 2 ;

2

264

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 3. Тригонометричні Функції

 

 

 

3π

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

2

+ α

 

tg

− α

 

 

 

 

 

4)

 

 

 

 

2

 

.

 

 

 

 

 

ctg(2π − α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin(π + α)

 

 

 

 

 

274. Доведіть тотожність:

 

 

 

 

 

1)

 

 

π

 

 

 

π

 

= 0

π

 

π

 

sin

4

+ α − cos

− α

; 2)tg

+ α

= ctg

− α .

 

 

 

 

 

 

4

 

 

4

 

4

 

275. Косинус одного зі суміжних кутів дорівнює −1213 . Знайдіть синус другого суміжного кута.

276. Косинус одного з кутів паралелограма дорівнює −135 . Зна-

йдіть синус другого з його кутів.

277. Сума косинусів гострих кутів прямокутного трикутника дорівнює m. Знайдіть:

1) суму квадратів синусів цих кутів;

2*) добуток синусів цих кутів.

Вправи для повторення

278.Виберіть серед кутів:

1) 205°; 335°; 385°; 695°; 745°; –25°; –205°; –335° такі, синус яких дорівнює sin 25°;

 

2) π; 4π; 6π; 11π; 21π;

4π;

9π;

19π такі, косинус яких

 

5

5

5

 

5

5

 

 

5

 

 

5

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дорівнює cos

π .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

279.

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 303 зображено графік функції y = f(x), визначеної на

 

множині усіх дійсних чисел. Яким буде графік функції:

 

1) y = f(x – 1);

 

 

 

2) y = f(x + 1);

 

 

3) y = f(x – 2)?

280.

Данографікифункцій,визначенихнавідрізку[–1;0](рис.304).

 

Добудуйтекожнийзних(якщоцеможливо)дографіка:1)пар-

 

ної функції; 2) непарної функції.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основні співвідношення між тригонометричними функціями

265

Підсумок

Головні твердження

Назва твердження або словесне формулювання

Основна

тригонометрична тотожність і наслідки з неї

Функція не змінюєть-

ся, якщо до аргументу t додати ±π або ж

±2π , і змінюється (си-

нус на косинус, тангенс на котангенс,

косинус на синус, ко-

тангенс на тангенс), якщо додати числа

± 2π чи ± 32π . Знак у

правій частині рівності збігається зі знаком у лівій частині, якщо t задовольняє

умову: 0 < t < 2π .

Зміст Графічна твердження ілюстрація

sin2t + cos2t = 1,

 

2

1

 

1

+ tg t

=

 

,

cos2 t

 

2

1

 

1

+ ctg

t =

 

sin2 t

sin(π +t) = −sint cos(π +t) = −cost sin(π −t) = sint cos(π −t) = −cost

π

 

 

 

 

= cost;

sin

 

t

 

2

 

 

 

 

 

π

 

 

= sint

cos

 

 

t

2

 

 

 

π

 

 

= cost

sin

 

 

+t

2

 

 

 

 

π

 

 

 

= −sint

cos

2

+t

 

 

 

 

 

 

3π

 

 

 

= −cost

sin

2

 

t

 

 

 

 

 

3π

 

 

 

= −sint

cos

2

 

t

 

 

 

 

 

3π

+t

 

cos

2

 

= sint

 

 

 

 

3π

 

 

 

= −cost

sin

2

 

+t