УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ...

42
КОМИТЕТ ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ «ВОЛХОВСКИЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ КОЛЛЕДЖ» УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ «ТРИГОНОМЕТРИЯ» ДЛЯ СТУДЕНТОВ 1 КУРСА ДИСЦИПЛИНА МАТЕМАТИКА Разработчик: Фомина Елена Анатольевна преподаватель математики и информатики Волхов 2016г.

Upload: phungbao

Post on 15-May-2018

234 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

КОМИТЕТ ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

«ВОЛХОВСКИЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ КОЛЛЕДЖ»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ «ТРИГОНОМЕТРИЯ»ДЛЯ СТУДЕНТОВ 1 КУРСА

ДИСЦИПЛИНАМАТЕМАТИКА

Разработчик:Фомина Елена Анатольевна

преподаватель математики и информатики

Волхов 2016г.

Page 2: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Учебное пособие разработано в соответствии с примерной рабочей программой по математике для 1 курса СПО. В пособии приведено краткое изложение теоретических вопросов темы «Тригонометрия»; разбираются решения базовых задач; предлагаются задачи для самостоятельного решения, тесты и список литературы.

Рассмотрена и одобрена цикловой комиссией математических и общих естественно-научных дисциплин и специальности 18.02.03 « Химическая технология неорганических веществ»Протокол № 4 от « 09» декабря 2016 г.

УТВЕРЖДАЮЗаместитель директора по УР

______________ Т.М.Рябинина«_____» ______________2016 г.

Председатель математических и общих естественно-научных дисциплин

_________________Борошнева Н.В.

Организация-разработчик: ГБПОУ ЛО «Волховский алюминиевый колледж»

Разработчик:Фомина Е.А., преподаватель ГБПОУ ЛО «Волховский алюминиевый колледж»

Page 3: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Содержание

Градусная и радианная мера угла .............................................................. 4 Единичная окружность ............................................................................... 6 Тригонометрические функции ................................................................... 9 Знаки тригонометрических функций ..................................................... 10 Табличные значения тригонометрических функций ............................. 11 Основное тригонометрическое тождество. ............................................ 12 Тригонометрические формулы ................................................................ 14

Тригонометрические функции для отрицательного угла .................. 14 Формула приведения ............................................................................. 15 Тригонометрические функции суммы и разности углов .................. 17 Тригонометрические функции двойного аргумента .......................... 18

Свойства и графики тригонометрических функций .............................. 22 Функция косинус - y=cos(x) ............................................................... 23 Функция тангенс y=tg(x) ..................................................................... 25 Функция котангенс y=ctg(x) ................................................................ 27

Преобразования графиков тригонометрических функций ................... 29 Обратные тригонометрические функции ............................................... 34 Тригонометрические уравнения .............................................................. 36 Тест по теме «Тригонометрия» ................................................................ 41

Page 4: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

ТРИГОНОМЕТРИЯ

Градусная и радианная мера угла

Из школьного курса математики известно, что углы измеряются в градусах.

Опр. Угол в 1° соответствует 3601

части окружности.

Если взять окружность определенного радиуса, то любому центральному углу α окружности соответствует дуга AB. Зафиксируем такой центральный угол, для которого длина дуги AB будет равна радиусу окружности: R= L

Опр. Угол в 1 радиан – это угол, для которого длина соответствующей ей дуги равна радиусу окружности.

α=1 радиан

Как величина угла в 1° не зависит от радиуса окружности, так и величина угла в 1 радиан не зависит от радиуса окружности.Вспомним формулу длины окружности

RC π2=Длине окружности C=2πR соответствует угол в 360° . Узнаем, сколько радиан в целой окружности, т.е. в 360° . Составим пропорцию, в которой слева записана длина дуги, а справа угол в радианах.L=R – 1 радианC=2πR – - х радиан

Page 5: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

ππ

π

22

21

==

=

xRRx

xRR

Т.о. углу 360° соответствует угол в радианах, равный 2π.2π=360°π=180°

Рассмотрим задачи перехода от одной меры угла к другой.

Задача 1. Сколько радиан в 10°.Решение. Используя соотношение π=180° , составим пропорцию, в которой слева записан угол в радианах, а справа угол в градусах.х – 10°π – 180°

18

18010

1018018010

π

π

π

π

=

=

=

=

x

x

x

x

Задача 2. Сколько градусов в π43

.

Решение. Используя соотношение π=180° , запишем 0135

41803180

43

43 =⋅=⋅=π

Page 6: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Задача 3. Сколько градусов в 2 радианах.Решение. Используя соотношение π=180° , составим пропорцию, в которой слева записан угол в радианах, а справа угол в градусах.2 – х °π – 180°

011514,3

360

18021802

1802

≈=

⋅=

⋅=⋅

=

x

x

xx

π

π

π

Задачи для самостоятельного решения

1. Зная, что π - это 180º, заполнить пустые клетки таблицыУгол в градусах

30 º 550 º

Угол в радианах 18

π5

8π 4 радиан 5π

2. Что больше 1000 º или 10 радиан?

Единичная окружность

Опр. Единичная окружность – это окружность, центр которой лежит в начале координат, а радиус равен единице.

Будем на этой окружности от положительного направления оси ОХ против хода часовой стрелки откладывать положительные углы, а по ходу часовой стрелки – отрицательные углы.

Page 7: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Для любого угла можно найти точку на единичной окружности, причем единственную. Пусть углу α соответствует единственная точка Рα.

Изобразим точки на единичной окружности 0100P ,

4πP , 030−

P , 3

4πP .

Если выбрать точку на единичной окружности, то ей соответствует не один угол, а бесконечное множество углов. Так в точку 0100

P попадут точки для углов: 460°, 820°, -260° и т.д.Если взять произвольный угол α, то углам вида:

α±360°·k или α±2πk, где k- любое целое числобудет соответствовать одна и та же точка на окружности.Угол 360°=2π соответствует полному обороту окружности.Углы 360°·k=2πk соответствуют нескольким полным оборотам окружности.Знак ± показывает, что полные обороты можно производить как против хода часовой стрелки, так и по ходу часовой стрелки.

Для нашего примера будем иметь:α =100°460°=100°+360°820°=100°+360°·2=100°+720°-260°=100°-360°

Page 8: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Для того чтобы найти точку, которая соответствует углу 850°, необходимо выделить полные обороты, поделив угол на 360.

850°=130°+360°·2Т.о., 00 130850

PP = , где 130° – это остаток от деления на 360°

Единичная окружность проходит через координатные четверти, которым соответствуют углы единичной окружности.

I четверть : 0900

20

<<

<<

α

πα

II четверть : 00 18090

2<<

<<

α

παπ

III четверть : 00 270180

23

<<

≤<

α

παπ

IV четверть : 00 360270

22

3

<<

≤<

α

παπ

Задачи для самостоятельного решения

1. Изобразить углы на единичной окружности и указать, в каких координатных четвертях они располагаются.

Угол 215º 331º3π -200º 790º

четверть

2. Назовите угол в градусах, который лежит во II четверти.3. Назовите угол в радианах, который лежит во IV четверти.

Page 9: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Тригонометрические функции

Рассмотрим единичную окружность. Для некоторого угла α найдем на окружности точку Рα. Точка Рα имеет две координаты x и y, которые соответственно откладываются по осям ОХ и ОY и называются x - абсциссой и y - ординатой.

Опр. Косинусом произвольного угла называют абсциссу точки единичной окружности: x=cosα.

Опр. Синусом произвольного угла называют ординату точки единичной окружности: y=sinα.

Опр. Тангенсом произвольного угла называют отношение синуса к

косинусе ααα

cossin=tg , при условии, что cosα≠0

Опр. Котангенсом произвольного угла называют отношение

косинуса к синусу ααα

sincos=ctg , при

условии, что sinα ≠0

Тангенс угла связан с линией тангенса – это вертикальная прямая, которая проходит через точку (1;0). Тангенс угла – это ордината y точки, которая лежит на линии тангенса и соответствует углу.

Page 10: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Котангенс угла связан с линией котангенса – это горизонтальная прямая, которая проходит через точку (1;0). Котангенс угла – это абсцисса x точки, которая лежит на линии котангенса и соответствует углу.

Знаки тригонометрических функций

Согласно определению тригонометрических функций расставим знаки тригонометрических функций по четвертям.

Знаки косинуса Знаки синуса cosα sinα.

Знаки тангенса и котангенса - tgα , ctgα

Page 11: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Задача. Найти знак выражения:

+=−⋅−

−⋅−⋅+=⋅

⋅⋅

710sin350

205cos5

410sin

0

00

π

π

ctg

tg

Табличные значения тригонометрических функций

Page 12: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Основное тригонометрическое тождество.

Основное тригонометрическое тождество выражается формулой:

1cossin 22 =+ ααсумма квадратов синуса и косинуса угла равна единице

Обоснование формулы следующее: так как, точка лежит на единичной окружности, следовательно, можно построить прямоугольный треугольник АВС с вершиной в точке Рα. Два катета этого прямоугольного треугольника равны соответственно СВ=cosα и АВ=sinα. Гипотенуза прямоугольного треугольника СА равна радиусу R, т.е. единице. По теореме Пифагора получим: 222 CACBAB =+ 1cossin 22 =+ αα

Основное тригонометрическое тождество позволяет, зная одну тригонометрическую функцию, найти все остальные тригонометрические функции.Рассмотрим решение задач на использование основного тригонометрического тождества.

Задача 1. Известно, что sinα= 43 и угол α принадлежит второй

четверти 2π ≤α≤π. Найти значения тригонометрических функций:

cosα, tgα, ctgα. Решение: Воспользуемся основным тригонометрическим тождеством.

1cossin 22 =+ αα

sin(α)= 43

1cos43 2

2

=+

α

Page 13: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

1cos169 2 =+ α

1691cos2 −=α

167

169

1616cos2 =−=α

47

167cos ±=±=α

Т.к. угол лежит во второй четверти, следовательно, косинус имеет знак минус.

47cos −=α

73

74

43

47:

43

cossin −=⋅−=

−==

αααtg

371 −==

αα

tgctg

Задача 2. Известно, что tgα=2 и угол α принадлежит первой четверти

0≤α≤ 2π . Найти значения тригонометрических функций: cosα, sinα,

ctgα. Решение:

ααα

cossin=tg

αα

cossin2 =

αα cos2sin =Подставим в основное тригонометрическое тождество выражение для синуса.

1cossin 22 =+ αα1cos)cos2( 22 =+ αα

1coscos4 22 =+ αα1cos5 2 =α

Page 14: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

51cos2 =α

51cos ±=α , т.к. угол лежит в первой четверти, то косинус будет

положительным.

51cos =α

52cos2sin == αα

211 ==

αα

tgctg

Тригонометрические формулы

Тригонометрические функции для отрицательного угла

cos(-α)=cosαsin(-α)=-sinαtg(-α)=-tgα

ctg(-α)=-ctgα

Напомним, что положительные углы откладываются против хода часовой стрелки, а отрицательные углы - по ходу часовой стрелки. Точкам Рα и Р-α соответствуют противоположные углы, при этом, абсциссы х этих точек совпадают, а ординаты у отличаются только знаком. Следовательно, косинусы противоположных углов совпадают, а синусы отличаются только знаком: cos(-α)=cosα , sin(-α)=-sinαС учетом того, что знаем, найдем тангенс и котангенс для отрицательного угла.

Page 15: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

αα

αααα tgtg −=−=

−−=−

cossin

)cos()sin()(

αα

αααα ctgctg −=

−=

−−=−

sincos

)sin()cos()(

Задача .Используя табличные значения и формулы для отрицательных углов, вычислить:

430

4330)

31()

23(

23

23330300sin

65cos 00 =+⋅=⋅−−−⋅−=⋅−⋅ ππ ctgtg

322

31

223045sin)30(45sin)30()45sin( 000000 =⋅=⋅=−⋅−=−⋅− tgtgtg

2111

21)1(

21)

43()

3cos()

43()

3cos( =+=−−=−=−+− ππππ ctgctg

Формула приведения

Формулы приведения позволяют при нахождении значений тригонометрических функций перейти от углов вида:

α± 90◦k или α ± k⋅2π

, где k- любое целое число,

к острому углу α. При этом, если k – число четное, то название функции не меняется; если k – число нечетное, то название функции меняется на кофункцию. Знак перед приведенной функцией ставится такой, каков знак приводимой (исходной) функции в соответствующей четверти, если считать угол α острым.

Задача 1. Разложить угол на 90º и воспользоваться формулой приведения

А)2245cos)45490cos(405cos 0000 ==+⋅=

k=4, сл-но, функция не меняет свое название00 45490 +⋅ - делаем 4 оборота в 90º и поворот на

45º . Угол лежит в I четверти, в которой косинус имеет знак плюс.

Page 16: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

В)3

160)60590(510 0000 −=−=+⋅= ctgtgtg

k=5, сл-но, функция меняет свое название00 60590 +⋅ - делаем 5 оборотов в 90º и поворот на 60º .

Угол лежит во II четверти, в которой тангенс имеет знак минус.

Задача 2. Вычислить )720sin()1830()945cos( 000 −+−⋅− ctgВоспользуемся формулами для отрицательных углов

000000 720sin)1830(945cos)720sin()1830()945cos( −−⋅=−+−⋅− ctgctgВычислим каждое выражение в отдельности:

2245cos)451090cos(945cos 0000 −=−=+⋅=

k=10 , функция не меняет название, угол лежит в III четверти, где косинус имеет знак минус

330)302090(1830 0000 ==+⋅= ctgctgctgk=20 , функция не меняет название, угол лежит в I четверти, где котангенс имеет знак плюс

00sin)0890sin(720sin 000 ==+⋅=k=8 , функция не меняет название, угол равен нулю, синус нуля равен нулю

26

23203

22720sin)1830(945cos 000 −=⋅−=−⋅−=−−⋅ ctg

Page 17: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Тригонометрические функции суммы и разности углов

sin(α+β)=sinα∙cosβ+cosα∙sinβ

sin(α-β) =sinα∙cosβ-cosα∙sinβ

cos(α+β)=cosα∙cosβ-sinα∙sinβ

cos(α-β)=cosα∙cosβ+sinα∙sinβ

βαβαβα

tgtgtgtgtg⋅−

+=+1

)(

βαβαβα

tgtgtgtgtg⋅+

−=−1

)(

βαβαβα

tgtgtgtgctg

+⋅−=+ 1)(

βαβαβα

tgtgtgtgctg

−⋅+=− 1)(

Задача 1. Применить формулы :

A) cos(46º)cos(14º)- sin(46º)sin(14º) =cos(46º+14º)=cos(60º)=21

B) cos(36º)cos(6º)+sin(36º)sin(6º) =cos(36º-6º)=cos(30º)=21

C)sin(40º)cos(5º)+ sin(5º) cos(40º) =sin(40º+5º)=sin(45º)=22

D)sin(40º)cos(10º)- sin(10º) cos(40º) =sin(40º-10º)=sin(30º)= 21

Задача 2. Вычислить tg(α+β) и tg(α-β), если известно, tg(α)=-3

tg(β)=41

Решение: Воспользуемся формулой тангенса суммы

711

74

411

47:

411

474

11

43

44

411

431

41

412

41)3(1

413

1)(

−=⋅−=−

=−

=+

−=

+

+−=

⋅−−

+−=

⋅−+=+

βαβαβα

tgtgtgtgtg

Page 18: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Воспользуемся формулой тангенса разности

1314

413

41:

413

414

13

43

44

413

431

41

412

41)3(1

413

1)(

−=⋅−=−

=−

=−

−=

−−=

⋅−+

−−=

⋅+−=−

βαβαβα

tgtgtgtgtg

Тригонометрические функции двойного аргумента

ααα 22 sincos2cos −=ααα cossin22sin ⋅=

ααα 21

22tgtgtg

−=

ααα

ctgctgctg

212

2 −=

Задача 1. Применить формулы:А) sin38 º =2sin19 º ∙cos19 º 2sin(24º)cos(24º) = sin(2·24º)= sin(48º)

В) 2

7sin2

7cos7cos 22 πππ −=

cos2(12º)-sin2(12º)= cos(2∙12º)=cos(24 º)

Задача 2. А) вычислить cos(2α), если известно, что cos(α)=31− ,

Решение: cos(2α)= cos2(α)-sin2(α)

cos(2α)= )(sin31 2

2

α−

− = )(sin

91 2 α−

Необходимо найти sin(α)-?.Воспользуемся основным тригонометрическим тождеством:cos2(α)+sin2(α)=1

Page 19: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

1)(sin31 2

2

=+

− α

1)(sin91 2 =+ α

98

91

99

911)(sin 2 =−=−=α

98)(sin 2 =α

Подставим в формулу для двойного аргумента:cos(2α)= cos2(α)-sin2(α)

cos(2α)= )(sin91 2 α−

cos(2α)= 97

98

91 −=−

cos(2α)= 97−

В) Вычислить sin(2α), если известно, что cos(α)=72

, 0º<α<90º

Решение: sin(2α)= 2sin(α)cos(α)

В формуле неизвестен множитель sin(α) - ?.Воспользуемся основным тригонометрическим тождеством:cos2(α)+sin2(α)=1

1)(sin72 2

2

=+

α

1)(sin494 2 =+ α

4945

494

4949

4941)(sin 2 =−=−=α

753

4995

4945)sin( ±=⋅±=±=α

Page 20: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Угол α принадлежит I четверти 0º< α <90º, следовательно, sin(α)>0:

753)sin( =α

Подставим в формулу двойного аргумента.

sin(2α)= 2sin(α)cos(α)=49

51272

7532 =⋅⋅

Задача 3. Вычислить tg(2α), если известно, что tg(α)=-72

Решение:

4528

457

14

4549

74

4945:

74

4945

74

494

4949

74

4941

74

)72(1

)72(2

122

22

−=⋅−=⋅−

=−=−

=−

−=

−=

−−

−⋅=

−=

ααα

tgtgtg

Задачи для самостоятельного решения

1.Упростить: cos11◦cos19◦-sin11◦cos19◦ Sin14◦cos31◦+sin31◦cos14◦ 2cos25◦ Sin25◦ cos231◦-sin231◦

2. Вычислить tg(α+β), tg(α-β), если известно, tg(α)=5 tg(β)=41

3. Вычислить cos(2α), если известно, что sin(α)=41−

4. Вычислить sin(2α), если известно, что cos(α)=31

, 0º<α<90º

5. Вычислить ctg(2α), если известно, что ctg(α)=3

6. α – острый угол, определить в какой четверти лежит угол β и найти знаки тригонометрических функций для угла β

Page 21: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

А) β=90·8- α

B) β=2

13π+ α

C) β=630- α D) β=9000 + α 7. Используя табличные значения и формулы для отрицательных углов вычислить:

А) 0453

5sin tg⋅π

В) 0120cos

47 +πctg

С) )60()30cos( 00 −⋅− tg D) )6

11()3

5sin( ππ −−− tg

8. Известно, что sin(α)= 73 и угол α принадлежит второй четверти 2

π

≤α≤π. Найти значения тригонометрических функций: cos(α), tg(α), ctg(α).

9. Известно, что tg(α)= 31 и угол α принадлежит первой четверти 0≤α≤

2π . Найти значения тригонометрических функций: sin(α), cos(α),

ctg(α).10. Воспользоваться формулой приведенияА) )40990sin( 00 −⋅ B) )20890cos( 00 +⋅C) )10590( 00 −⋅tg D) )70790( 00 +⋅ctg11. Разложить угол на 90º и воспользоваться формулой приведенияA) 0675cos B) 01020sin C) 0690tg D) 0585ctg12. ВычислитьA) )750()1035sin( 00 −⋅− tg B) )390()930cos( 00 −−− tg13. С какой осью связано значение синуса?14. Назовите угол, для которого косинус и синус имеют знак минус.15. Назовите отрицательный угол, на который следует повернуться, чтобы попасть в I четверть?16. Подберите значения синуса и косинуса некоторого угла так, чтобы они удовлетворяли основному тригонометрическому тождеству.

Page 22: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Свойства и графики тригонометрических функцийРассмотрим тригонометрические функции, для которых в качестве аргумента x будет выступать угол поворота α.

Функция синус - y=sin(x)

Синус угла – это ордината у точки единичной окружности. Рассмотрим на единичной окружности полный оборот от 0 до 2π.Приведем в таблице базовые точки.

x 02π π

23π 2π

sin(x) 0 1 0 -1 -1

От о до 2π

синус возрастает по единичной окружности.

От 2π

до π синус убывает по единичной окружности

От π до 2

3π синус убывает по единичной окружности

От 2

3π до 2π синус возрастает по единичной окружности

Такое же поведение синуса будет на интервале от 2π до 4π, от 4π до 6π и т .д.

Для отрицательных х значения синуса будут противоположными по знаку.

Page 23: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Свойства функции:1. Область определения Df : х- любое число. Множество значений Ef: у принимает значения от -1 до 12. Немонотонная функция.3. Ограничена снизу и сверху.4. Нечетная функция, график симметричен относительно начало координат, sin(-x)=-sin(x)5. Периодическая функция с периодом Т=2π=360º.6. Непрерывная функция.

Функция косинус - y=cos(x)

Косинус – это абсцисса х точки единичной окружности.Рассмотрим на единичной окружности полный оборот от 0 до 2π.Приведем в таблице базовые точки.

x 02π π

23π 2π

sin(x) 1 0 -1 0 1

Page 24: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

От о до 2π

косинус убывает по единичной окружности.

От 2π

до π косинус убывает по единичной окружности

От π до 2

3π косинус возрастает по единичной окружности

От 2

3π до 2π косинус возрастает по единичной окружности

Такое же поведение косинуса будет на интервале от 2π до 4π, от 4π до 6π и т .д.

Для отрицательных х значения косинуса будут такими же.

Свойства функции:1. Область определения Df : х- любое число. Множество значений Ef: у принимает значения от -1 до 12. Немонотонная функция.3. Ограничена снизу и сверху.4. Четная функция, график симметричен относительно оси ОХ: cos(-x)=cos(x)5. Периодическая функция с периодом Т=2π=360º.6. Непрерывная функция.

Page 25: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Функция тангенс y=tg(x)

Тангенс угла – это ордината y точки, которая лежит на линии тангенса и соответствует углу.

Рассмотрим на единичной

окружности поворот от -2π

до 2π

.

Приведем в таблице базовые точки.

x-

-4π 0

sin(x) - -1 0 1 -

От -2π

до 0 тангенс возрастает по линии тангенса.

От 0 до 2π

тангенс возрастает по линии тангенса.

В точках ±2π

, ±2

3π, ±

25π

и т.д. тангенс не существует.

Такое же поведение тангенса будет на интервале от 2π

до 2

3π,

от 2

3π до

25π

и т.д.

Page 26: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Свойства функции:1. Область определения Df : х- любое число, кроме точек вида

k⋅± ππ2

, где k целое число

Множество значений Ef: у – любое число

2. Возрастающая функция на интервалах от -2π

до 2π

, от 2π

до 2

3π,

от 2

3π до

25π

и т.д.

3. Неограниченная функция.4. Нечетная функция, график симметричен относительно начало координат : tg(-x)=-tg(x)5. Периодическая функция с периодом Т=π=180º.6. Не является непрерывной, имеет точки разрыва

k⋅± ππ2

, k – целое число.

7. Пределы в точках разрыва:+ ∞=

−−→)(lim

2

xtgx π - предел слева от точки -

− ∞=+−→

)(lim2

xtgx π - предел справа от точки -

+ ∞=−→

)(lim2

xtgx π - предел слева от точки

− ∞=+→

)(lim2

xtgx π - предел справа от точки

Page 27: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Функция котангенс y=ctg(x) Котангенс угла – это координата х точки, которая лежит на линии котангенса и соответствует углу.

Рассмотрим на единичной окружности поворот от 0 до π.Приведем в таблице базовые точки.

x 04π

43π π

sin(x) - 1 0 -1 -

От 0 до 2π

котангенс убывает по линии котангенса.

От 2π

до 4

3π котангенс убывает по линии котангенса.

В точках 0±, ± π, ±2π и т.д. котангенс не существует.Такое же поведение котангенса будет на интервале от π до 2π , от 2π до 4π и т.д.

Свойства функции:1. Область определения Df : х- любое число, кроме точек вида π·k , где k целое число

Множество значений Ef: у – любое число2. Убывающая функция на интервалах от 0 до π, от π до 2π,

Page 28: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

от 2π до 4π и т.д.3. Неограниченная функция.4. Нечетная функция, график симметричен относительно начало координат : сtg(-x)=-сtg(x)5. Периодическая функция с периодом Т=π=180º.6. Не является непрерывной, имеет точки разрыва π·k , где k – целое число.7. Пределы в точках разрыва:

− ∞=−→

)(lim0

xctgx - предел слева от точки 0

+ ∞=+→

)(lim0

xctgx - предел справа от точки 0

− ∞=−→

)(lim xctgx π - предел слева от точки π

+ ∞=+→

)(lim xctgx π - предел справа от точки π

Задачи для самостоятельного решения

1. Выбрав в качестве π четыре клетки, построить график y=sin(x)

2. Выбрав в качестве π шесть клеток, построить график y=cos(x)

3. Выбрав в качестве π две клетки, построить график y=tg(x)

4. Выбрав в качестве π три клетки, построить график y=ctg(x)

Page 29: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Преобразования графиков тригонометрических функций

Для графиков тригонометрических функций рассмотрим следующие преобразования.

1. Растяжение (сжатие) вдоль оси ОY: y=A∙f(x),A>0 - амплитуда.

График функции y=A·f(x) получается из графика y=f(x) путем растяжения (сжатия) относительно оси OY.Для функций y= A·sin(x) и y= A·cos(x) меняется множество значений функции [-1;1] на интервал [-A;A]Если А>1, то происходит растяжение графика вдоль оси ОY.

Если 0<A<1, то происходит сжатие графика вдоль оси ОY.

Page 30: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Пример. y=3sin(x)

2. Растяжение (сжатие) вдоль оси ОX: y=f(ωx), где ω>0 – частота

График функции y=f(ωx) получается из графика y=f(x) путем сжатия или растяжение относительно оси OХ.Для тригонометрических функций меняется период функции:Старый период - Т=2π

Новый период - ωπ2' =T

Если ω>1, то период уменьшается, график «быстрее» пробегает свои значенияНа чертеже представлен график функции y=sin(2x).

Page 31: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

ω=2 ππωπ ===

222'T - новый период функции, т.о. период

уменьшился в 2 раза.

Если ω<1, то период увеличивается, график «медленнее» пробегает свои значения.

На чертеже представлен график функции 2

cos xy = .

ω=21

πππωπ 4

14

21

22' ====T - новый период функции, т.о. период

увеличился в два раза с 2π до 4π.

Page 32: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

3. Сдвиг вдоль оси OY:y=f(x)±B, где B>0

График функции y=f(x)+В можно получить из графика y=f(x) путем сдвига на B единиц вверх.

График функции y=f(x)-В можно получить из графика y=f(x) путем сдвига на B единиц вниз.

4. Сдвиг вдоль оси OХ:y=f(x±b), где b>0

График функции y=f(x-b) можно получить из графика y=f(x) путем сдвига на b единиц вправо..

Page 33: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

График функции y=f(x+b) можно получить из графика y=f(x) путем сдвига на b единиц влево

Задачи для самостоятельного решения

1. Построить график y=0,5∙sin(x) 2. Построить график y=cos(3x) 3. Построить график y=tg(x)+2

4. Построить график y=ctg(x-3π

)

Page 34: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Обратные тригонометрические функции

Известны следующие тригонометрические функции: y=sin(x), y=cos(x), y=tg(x), y=ctg(x)На интервалах, где тригонометрические функции монотонно возрастают или монотонно убывают, тригонометрические функции имеют себе обратные функции.Арксинус (arcsin) числа – это угол , синус которого равен этому числу.

Пример: известно, что 21)

6sin( =π

, тогда 6

)21arcsin( π=

Арксинус – это обратная синусу функция, которая определена на

интервале )2

;2

( ππ−

Арккосинус (arccos) числа – это угол , косинус которого равен этому числу.

Пример: известно, что 23)

6cos( =π , тогда

6)

23arccos( π=

Арккосинус – это обратная косинусу функция, которая определена на интервале );0( πАрктангенс (arctg) числа – это угол , тангенс которого равен этому числу.

Пример: известно, что 3

1)6

( =πtg , тогда 6)

31( π=arctg

Арктангенс – это обратная тангенсу функция, которая определена на

интервале )2

;2

( ππ−

Арккотангенс (arcсtg) числа – это угол , котангенс которого равен этому числу.

Пример: известно, что 3)6

( =πctg , тогда 6

)3( π=arcctg

Арккотангенс – это обратная котангенсу функция, которая определена на интервале );0( π

Page 35: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Обратные тригонометрические функции используются для решения тригонометрических уравнений.Для нахождения значений обратных тригонометрических функций можно использовать табличные значения тригонометрических функций:

Page 36: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Тригонометрические уравнения

К простейшим тригонометрическим уравнениям относят уравнения вида:

sin(x)=a, где а число от -1 до 1cos(x)=a, где а число от -1 до 1tg(x)=a, где а любое числоctg(x)=a , где а любое число

Примеры: sin(x)=23 ; cos(x)=0; tg(x)=-1; ctg(x)=3

Дадим обоснование формулам, которые используются при решении тригонометрических уравнений.

1. sin(x)=a, где а число от -1 до 1 x=(-1)k·arcsin(a)+πk, k ∈ Z

Согласно уравнению нам известно значение синуса, число а, которое можно отложить по оси OY. Требуется найти углы, которые будут удовлетворять уравнению, т.к. функция синуса периодическая, следовательно, углов будет бесконечное множество. Первый угол - αВторой угол - π-αДля того чтобы получить следующую пару углов, необходимо прибавить период 2π: α+2π и π-α+2π=- α+3π= 3π- α.Прибавляя каждый раз период 2π, будем получать следующие углы:α+2πk и π-α+2πk, где k целое число.Проверим формулу x=(-1)k·arcsin(a)+πk для различных k ∈ Zk=0 - x=(-1)0·arcsin(a)+π·0= arcsin(a)=α k=1 - x=(-1)1·arcsin(a)+π·1=- arcsin(a)+ π=-α+π=π- α k=2 - x=(-1)2·arcsin(a)+π·2= arcsin(a)+ π·2=α+2π k=3 - x=(-1)3·arcsin(a)+π·3=- arcsin(a)+ π·3=-α+3π=3π- α Обобщая получим:

Page 37: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Если k=2n – четное число, то x=(-1)k·arcsin(a)+π·k= arcsin(a)+ π·k=α+2π·n, где n – любое целое число.Если k=2n+1 – нечетное число, то x=(-1)k·arcsin(a)+π·k= -arcsin(a)+ π·(2n+1)=-α+2π·n+π= π-α+2πn, где n – любое целое числоТ.о. рассуждения по чертежу и предлагаемая формула дают одно и тоже множество решений.

2. cos(x)=a, где а число от -1 до 1 x=±arccos(a)+2πk, k ∈ Z

Согласно уравнению нам известно значение косинуса, число а, которое можно отложить по оси OХ. Требуется найти углы, которые будут удовлетворять уравнению, т.к. функция косинуса периодическая, следовательно, углов будет бесконечное множество. Первый угол - αВторой угол - -αДля того чтобы получить следующую пару углов, необходимо прибавить период 2π: α+2π и -α+2π.Прибавляя каждый раз период 2π, будем получать следующие углы:α+2πk и -α +2πk, где k целое число.Проверим формулу x=±arccos(a)+2πk, для различных k ∈ Zk=0 - x=±·arccos(a)+2π·0= ±arccos(a)= ±α k=1 - x=±arccos(a)+2π·1=±arccos(a)+2π=±α+2π k=2 - x=±·arccos(a)+2π·2=± arccos(a)+ 4π=±α+4π k=3 - x=±·arccos(a)+2π·3=± arccos(a)+ 6π=±α+6πОбобщая получим: - x=±·α+2π kТ.о. рассуждения по чертежу и предлагаемая формула дают одно и тоже множество решений.

Page 38: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

3. tg(x)=a, где а любое число x=arctg(a)+πk, k ∈ ZСогласно уравнению нам известно значение тангенса, число а, которое можно отложить по оси тангенса. Требуется найти углы, которые будут соответствовать числу а Первый угол - αВторой угол - π+αТ.к. функция тангенса периодическая, следовательно, чтобы получить другие углы, следует прибавить период π: x= α+πk, k ∈ Z, учитывая, что α – это арктангенс числа а, получим формулу: x=arctg(a)+πk, k ∈ Z

4. ctg(x)=a , где а любое число x=arcctg(a)+πk, k ∈ ZДать самостоятельно обоснование формулы, используя линию котангенса.

Решение задачЗадача 1. Решить уравнения:

А) sin(x)=23

x=(-1)k·arcsin(a)+πk, k ∈ Z

x=(-1)k·arcsin(23 )+πk, k ∈ Z

x=(-1)k·3π

+π k, k ∈ Z

В) cos(x)= 74

a=74

x=±arccos(74

)+2πk, k ∈ Z

Page 39: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

С) tg(x)=-1 a=-1x=arctg(-1)+πk, k ∈ Z

x=-4π

+πk, k ∈ Z

D) ctg(x)= 3 a= 3x=arcctg( 3 )+πk, k ∈ Z

x=6π

+πk, k ∈ Z

Задача 2. Решить уравнения:

A) sin(7x)=21

7x=(-1)k·arcsin(21

)+πk, k ∈ Z

7x=(-1)k·6π

+πk, k ∈ Z (х71

)

x=(-1)k·67 ⋅

π+

k, k ∈ Z

x=(-1)k·42π

+7π

k, k ∈ Z

B) tg(3x

)=51

3x

=arctg(51

)+πk, k ∈ Z (х3)

x=3·arctg(51

)+3π·k, k ∈ Z

C) cos(x-7π

)=21

x-7π

=±arccos(21

)+2πk, k ∈ Z

x-7π

=± arccos(21

)+2πk, k ∈ Z

Page 40: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

x-7π

=±3π

+2πk, k ∈ Z

x=±3π

+7π

+2πk, k ∈ Z

D) sin(2x-3π

)=32−

2x-3π

=(-1)k·arcsin(32− )+πk, k ∈ Z

2x=(-1)k·arcsin(32− )+

+πk (х21

)

x=(-1)k·21

∙ arcsin(32− )+

32 ⋅π

+2π

k,

x=(-1)k·21

∙ arcsin(32− )+

+2π

k, k ∈ Z

Задачи для самостоятельного решения

Задача. Решить уравнения:

A) sin(x)=-21

B) cos(x)=51

C) tg(x)=3

1

D) ctg(x)=2

E) sin(4x)=72−

F) tg(7x)=-1

G) cos(x-3π

)=23

H) ctg(x+5

2π)=

61

I) sin(3x-4π

)=22

Page 41: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Тест по теме «Тригонометрия»1. Основное тригонометрическое тождество – этоА) Sin2α +сos2α =0 B) Sin2α +сos2α =1 C) Sin2α -сos2α =1 D) сos2α - sin2α =1

2. Синус – этоА) координата Х точки единичной окружности

B) отношение катетов прямоугольного треугольника

C) отношение катета прилежащего угла к гипотенузе прямоугольного треугольника

D) координата Y точки единичной окружности

3. Косинус разности cos(α-β) равен:А)sinαcosβ+cosαsinβ B) cosαcosβ-sinαsinβ C)cosαcosβ+sinαsinβ D)sinαsinβ-cosαcosβ 4. Тангенс суммы tg(α+β) равен

А)βαβα

tgtgtgtg

−+

1B)

βαβα

tgtgtgtg

−−

1C)

βαβα

tgtgtgtg

++

1D)

βαβα

tgtgtgtg

+−

15. Косинус двойного аргумента cos(2α) равенА) 2sinα∙cosα B) Sin2α +сos2α C) Sin2α -сos2α D) сos2α - sin2α 6. Указать верные равенства:

А)ααα

sincos=tg B)

ααα

sincos=ctg C)

ααα

cossin=tg D)

ααα

cossin=ctg

7. Синус имеет знак плюс на интервалах:А) 0º<α<90º B) 90º<α<180º C) 180º<α<270º D) 270º<α<360º

8. Котангенс имеет знак минус на интервалах:А) 0º<α<90º B) 90º<α<180º C) 180º<α<270º D) 270º<α<360º 9. Косинус отрицательного угла cos(-α) равенА) cos(α) B) -cos(-α) C) -cos(α) 10. Используя формулу приведения, название функции не

меняется, если для приведенного угла 90◦∙k+α, справедливо:А) k – четное число B) k- нечетное число C) k- любое число11. Сколько градусов в числе: π = 12. Назовите угол, для которого: косинус равен нулю

13. Как откладываются положительные углы для точек единичной окружности?

Page 42: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ТЕМЕ …suz-vak.ru/images/prepodfiles/fomina/trigon.pdfТест по теме «Тригонометрия».....41 ТРИГОНОМЕТРИЯ

Список литературы

Алимов Ш. А. и др. Математика: алгебра и начала математического анализа, геометрия. Алгебра и начала математического анализа (базовый и углубленный уровни).10—11 классы. — М., 2014.Атанасян Л. С., Бутузов В. Ф., Кадомцев С. Б. и др. Математика: алгебра и начала математического анализа. Геометрия. Геометрия (базовый и углубленный уровни). 10—11 классы. — М., 2014.Башмаков М. И. Математика: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. —М., 2014.Башмаков М. И. Математика. Сборник задач профильной направленности: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. — М., 2014.Башмаков М. И. Математика. Задачник: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. — М., 2014.Башмаков М. И. Математика. Электронный учеб.-метод. комплекс для студ. Учреждений сред. проф. образования. — М., 2015.Башмаков М. И. Математика (базовый уровень). 10 класс. — М., 2014.Башмаков М. И. Математика (базовый уровень). 11 класс. — М., 2014.Башмаков М. И. Алгебра и начала анализа, геометрия. 10 класс. — М., 2013.Башмаков М. И. Математика (базовый уровень). 11 класс. Сборник задач: учеб. пособие. — М., 2012.Богомолов Н.В. Математика для ссузов - М. Дрофа, 2015Богомолов Н.В. Сборник задач по математике _ М.: Дрофа, 2015.