Sinus ostrý uhol α pravouhlého trojuholníka je pomer opak nohy do prepony.
Označuje sa takto: hriech α.
Kosínus Ostrý uhol α pravouhlého trojuholníka je pomer priľahlého ramena k prepone.
Označuje sa takto: cos α.
Tangenta ostrý uhol α je pomer protiľahlej strany k priľahlej strane.
Označuje sa takto: tg α.
Kotangens ostrý uhol α je pomer susedná noha k opačnému.
Označuje sa takto: ctg α.
Sínus, kosínus, tangens a kotangens uhla závisia len od veľkosti uhla.
pravidlá:
Základné trigonometrické identity v pravouhlom trojuholníku:
(α - ostrý uhol oproti nohe b a priľahlé k nohe a . Side s – prepona. β – druhý ostrý uhol).
b | sin 2 α + cos 2 α = 1 | |
a | 1 | |
b | 1 | |
a | 1 1 | |
hriech α |
Keď sa ostrý uhol zväčšujehriech α atan α zvýšenie, acos α klesá.
Pre akýkoľvek ostrý uhol α:
sin (90° – α) = cos α
cos (90° – α) = sin α
Príklad-vysvetlenie:
Vlož pravouhlý trojuholník ABC
AB = 6,
BC = 3,
uhol A = 30°.
Poďme zistiť sínus uhla A a kosínus uhla B.
Riešenie .
1) Najprv nájdeme hodnotu uhla B. Tu je všetko jednoduché: keďže v pravouhlom trojuholníku je súčet ostrých uhlov 90º, potom uhol B = 60º:
B = 90º – 30º = 60º.
2) Vypočítajme sin A. Vieme, že sínus sa rovná pomeru opačnej strany k prepone. Pre uhol A je opačná strana strana BC. Takže:
BC 3 1
hriech A = -- = - = -
AB 6 2
3) Teraz vypočítajme cos B. Vieme, že kosínus sa rovná pomeru susednej vetvy k prepone. Pre uhol B je susedná noha rovnaká strana BC. To znamená, že opäť musíme vydeliť BC AB - to znamená, že vykonáme rovnaké akcie ako pri výpočte sínusu uhla A:
BC 3 1
cos B = -- = - = -
AB 6 2
Výsledkom je:
sin A = cos B = 1/2.
sin 30º = cos 60º = 1/2.
Z toho vyplýva, že v pravouhlom trojuholníku je sínus jedného ostrého uhla rovná kosínusu iný ostrý uhol - a naopak. Presne toto znamenajú naše dva vzorce:
sin (90° – α) = cos α
cos (90° – α) = sin α
Presvedčíme sa o tom ešte raz:
1) Nech α = 60º. Dosadením hodnoty α do sínusového vzorca dostaneme:
hriech (90º – 60º) = cos 60º.
sin 30º = cos 60º.
2) Nech α = 30º. Dosadením hodnoty α do kosínusového vzorca dostaneme:
cos (90° – 30°) = sin 30°.
cos 60° = hriech 30°.
(Viac informácií o trigonometrii nájdete v časti Algebra)
Tento článok obsahuje tabuľky sínusov, kosínusov, tangens a kotangens. Najprv poskytneme tabuľku základných hodnôt goniometrických funkcií, teda tabuľku sínusov, kosínusov, dotyčníc a kotangens uhlov 0, 30, 45, 60, 90, ..., 360 stupňov ( 0, π/6, π/4, π/3, π/2, …, 2π radián). Potom dáme tabuľku sínusov a kosínusov, ako aj tabuľku dotyčníc a kotangens od V. M. Bradisa a ukážeme, ako tieto tabuľky použiť pri hľadaní hodnôt goniometrických funkcií.
Navigácia na stránke.
Bibliografia.
Trigonometria je odbor matematickej vedy, ktorý študuje goniometrické funkcie a ich využitie v geometrii. Vývoj trigonometrie sa začal v starovekom Grécku. Počas stredoveku vedci z Blízkeho východu a Indie významne prispeli k rozvoju tejto vedy.
Tento článok je venovaný základným pojmom a definíciám trigonometrie. Rozoberá definície základných goniometrických funkcií: sínus, kosínus, tangens a kotangens. Ich význam je vysvetlený a znázornený v kontexte geometrie.
Yandex.RTB R-A-339285-1
Pôvodne boli definície goniometrických funkcií, ktorých argumentom je uhol, vyjadrené ako pomer strán pravouhlého trojuholníka.
Definície goniometrických funkcií
Sínus uhla (sin α) je pomer nohy oproti tomuto uhlu k prepone.
Kosínus uhla (cos α) - pomer priľahlej nohy k prepone.
Tangenta uhla (t g α) - pomer protiľahlej strany k susednej.
Kotangens uhla (c t g α) - pomer priľahlej strany k protiľahlej strane.
Tieto definície sú uvedené pre ostrý uhol pravouhlého trojuholníka!
Uveďme ilustráciu.
V trojuholníku ABC s pravým uhlom C sa sínus uhla A rovná pomeru ramena BC k prepone AB.
Definície sínus, kosínus, tangens a kotangens vám umožňujú vypočítať hodnoty týchto funkcií zo známych dĺžok strán trojuholníka.
Dôležité mať na pamäti!
Rozsah hodnôt sínus a kosínus je od -1 do 1. Inými slovami, sínus a kosínus nadobúdajú hodnoty od -1 do 1. Rozsah hodnôt dotyčnice a kotangens je celá číselná os, to znamená, že tieto funkcie môžu nadobúdať ľubovoľné hodnoty.
Vyššie uvedené definície platia pre ostré uhly. V trigonometrii sa zavádza pojem uhla natočenia, ktorého hodnota na rozdiel od ostrého uhla nie je obmedzená na 0 až 90 stupňov. Uhol natočenia v stupňoch alebo radiánoch je vyjadrený ľubovoľným reálnym číslom od - ∞ do + ∞ .
V tejto súvislosti môžeme definovať sínus, kosínus, tangens a kotangens uhla ľubovoľnej veľkosti. Predstavme si jednotkovú kružnicu so stredom v počiatku karteziánskeho súradnicového systému.
Počiatočný bod A so súradnicami (1, 0) sa otáča okolo stredu jednotkovej kružnice o určitý uhol α a smeruje do bodu A 1. Definícia je daná z hľadiska súradníc bodu A 1 (x, y).
Sínus (sin) uhla natočenia
Sínus uhla natočenia α je ordináta bodu A 1 (x, y). hriech α = y
Kosínus (cos) uhla natočenia
Kosínus uhla natočenia α je úsečka bodu A 1 (x, y). cos α = x
Tangenta (tg) uhla natočenia
Tangenta uhla natočenia α je pomerom ordináty bodu A 1 (x, y) k jeho os. t g α = y x
Kotangens (ctg) uhla natočenia
Kotangens uhla natočenia α je pomer úsečky bodu A 1 (x, y) k jeho ordinate. c t g α = x y
Sínus a kosínus sú definované pre akýkoľvek uhol natočenia. Je to logické, pretože úsečka a ordináta bodu po otočení sa dajú určiť v akomkoľvek uhle. Iná situácia je pri tangente a kotangens. Tangenta nie je definovaná, keď bod po otočení smeruje k bodu s nulovou osou (0, 1) a (0, - 1). V takýchto prípadoch výraz pre dotyčnicu t g α = y x jednoducho nedáva zmysel, pretože obsahuje delenie nulou. Podobná situácia je s kotangensom. Rozdiel je v tom, že kotangens nie je definovaný v prípadoch, keď ordináta bodu ide na nulu.
Dôležité mať na pamäti!
Sínus a kosínus sú definované pre ľubovoľné uhly α.
Tangenta je definovaná pre všetky uhly okrem α = 90° + 180° k, k ∈ Z (α = π 2 + π k, k ∈ Z)
Kotangens je definovaný pre všetky uhly okrem α = 180° k, k ∈ Z (α = π k, k ∈ Z)
Pri riešení praktických príkladov nehovorte „sínus uhla natočenia α“. Slová „uhol natočenia“ sú jednoducho vynechané, čo znamená, že už z kontextu je jasné, o čom sa diskutuje.
A čo definícia sínusu, kosínusu, tangensu a kotangensu čísla a nie uhla natočenia?
Sínus, kosínus, tangens, kotangens čísla
Sínus, kosínus, tangens a kotangens čísla t je číslo, ktoré sa rovná sínusu, kosínusu, tangensu a kotangensu v t radián.
Napríklad sínus čísla 10 π sa rovná sínusu uhla natočenia 10 π rad.
Existuje iný prístup k určovaniu sínusu, kosínusu, tangensu a kotangensu čísla. Poďme sa na to pozrieť bližšie.
Akékoľvek skutočné číslo t bod na jednotkovej kružnici je spojený so stredom v počiatku pravouhlého karteziánskeho súradnicového systému. Sínus, kosínus, dotyčnica a kotangens sú určené súradnicami tohto bodu.
Počiatočný bod na kružnici je bod A so súradnicami (1, 0).
Kladné číslo t
Záporné číslo t zodpovedá bodu, do ktorého pôjde začiatočný bod, ak sa bude pohybovať po kružnici proti smeru hodinových ručičiek a prejde dráhu t.
Teraz, keď sme vytvorili spojenie medzi číslom a bodom na kružnici, prejdeme k definícii sínusu, kosínusu, tangensu a kotangensu.
Sínus (hriech) t
Sínus čísla t- súradnica bodu na jednotkovej kružnici zodpovedajúca číslu t. hriech t = y
Kosínus (cos) t
Kosínus čísla t- súradnica bodu jednotkovej kružnice zodpovedajúcej číslu t. cos t = x
Tangenta (tg) t
Tangenta čísla t- pomer zvislej osi k osovej osi bodu na jednotkovej kružnici zodpovedajúcej číslu t. t g t = y x = sin t cos t
Najnovšie definície sú v súlade s definíciou uvedenou na začiatku tohto odseku a nie sú v rozpore s ňou. Ukážte na kruh zodpovedajúci číslu t, sa zhoduje s bodom, do ktorého ide počiatočný bod po otočení o uhol t radián.
Každá hodnota uhla α zodpovedá určitej hodnote sínusu a kosínusu tohto uhla. Rovnako ako všetky uhly α iné ako α = 90 ° + 180 ° k, k ∈ Z (α = π 2 + π k, k ∈ Z) zodpovedajú určitej hodnote dotyčnice. Kotangens, ako je uvedené vyššie, je definovaný pre všetky α okrem α = 180° k, k ∈ Z (α = π k, k ∈ Z).
Môžeme povedať, že sin α, cos α, t g α, c t g α sú funkcie uhla alfa, alebo funkcie uhlového argumentu.
Podobne môžeme hovoriť o sínus, kosínus, tangens a kotangens ako funkcie číselného argumentu. Každé skutočné číslo t zodpovedá určitej hodnote sínusu alebo kosínusu čísla t. Všetky čísla iné ako π 2 + π · k, k ∈ Z zodpovedajú tangensovej hodnote. Kotangens je podobne definovaný pre všetky čísla okrem π · k, k ∈ Z.
Základné funkcie trigonometrie
Sínus, kosínus, tangens a kotangens sú základné goniometrické funkcie.
Z kontextu je zvyčajne jasné, s ktorým argumentom goniometrickej funkcie (uhlovým argumentom alebo číselným argumentom) máme do činenia.
Vráťme sa k definíciám uvedeným na samom začiatku a k uhlu alfa, ktorý leží v rozmedzí od 0 do 90 stupňov. Trigonometrické definície sínus, kosínus, tangens a kotangens sú úplne v súlade s geometrickými definíciami danými pomermi strán pravouhlého trojuholníka. Ukážme to.
Zoberme si jednotkový kruh so stredom v pravouhlej karteziánskej súradnicovej sústave. Otočme počiatočný bod A (1, 0) o uhol až 90 stupňov a z výsledného bodu A 1 (x, y) nakreslime kolmicu na os x. Vo výslednom pravouhlom trojuholníku je uhol A 1 O H rovný uhlu otočte α, dĺžka nohy O H sa rovná osovej osi bodu A 1 (x, y). Dĺžka ramena oproti uhlu sa rovná ordinate bodu A 1 (x, y) a dĺžka prepony sa rovná jednej, pretože je to polomer jednotkovej kružnice.
V súlade s definíciou z geometrie sa sínus uhla α rovná pomeru opačnej strany k prepone.
sin α = A 1 H O A 1 = y 1 = y
To znamená, že určenie sínusu ostrého uhla v pravouhlom trojuholníku pomocou pomeru strán je ekvivalentné určeniu sínusu uhla natočenia α, pričom alfa leží v rozsahu od 0 do 90 stupňov.
Podobne je možné ukázať zhodu definícií pre kosínus, tangens a kotangens.
Ak si všimnete chybu v texte, zvýraznite ju a stlačte Ctrl+Enter
Trigonometria ako veda vznikla na starovekom východe. Prvé trigonometrické pomery odvodili astronómovia, aby vytvorili presný kalendár a orientáciu podľa hviezd. Tieto výpočty sa týkali sférickej trigonometrie, zatiaľ čo v školský kurzštudujte pomery strán a uhlov rovinného trojuholníka.
Trigonometria je odvetvie matematiky, ktoré sa zaoberá vlastnosťami goniometrických funkcií a vzťahmi medzi stranami a uhlami trojuholníkov.
V období rozkvetu kultúry a vedy v 1. tisícročí nášho letopočtu sa poznatky rozšírili zo starovekého východu do Grécka. Ale hlavné objavy trigonometrie sú zásluhou mužov arabského kalifátu. Najmä turkménsky vedec al-Marazwi zaviedol funkcie ako tangens a kotangens a zostavil prvé tabuľky hodnôt pre sínus, tangens a kotangens. Pojmy sínus a kosínus zaviedli indickí vedci. Trigonometrii sa venovala veľká pozornosť v dielach takých veľkých postáv staroveku ako Euklides, Archimedes a Eratosthenes.
Základné goniometrické funkcie číselného argumentu sú sínus, kosínus, tangens a kotangens. Každý z nich má svoj vlastný graf: sínus, kosínus, tangens a kotangens.
Vzorce na výpočet hodnôt týchto veličín sú založené na Pytagorovej vete. Školákom je lepšie známy vo formulácii: „Pytagorove nohavice, rovnaké vo všetkých smeroch“, pretože dôkaz je uvedený na príklade rovnoramenného pravouhlého trojuholníka.
Sínus, kosínus a iné závislosti vytvárajú vzťah medzi ostré rohy a strany ľubovoľného pravouhlého trojuholníka. Uveďme vzorce na výpočet týchto veličín pre uhol A a nasledujme vzťahy medzi goniometrickými funkciami:
Ako vidíte, tg a ctg sú inverzné funkcie. Ak si vetvu a predstavíme ako súčin sínu A a prepony c a vetvu b ako cos A * c, dostaneme nasledujúce vzorce pre dotyčnicu a kotangens:
Graficky možno vzťah medzi uvedenými veličinami znázorniť nasledovne:
Obvod, v v tomto prípade, predstavuje všetko možné hodnoty uhol α - od 0° do 360°. Ako je možné vidieť z obrázku, každá funkcia nadobúda zápornú alebo kladnú hodnotu v závislosti od uhla. Napríklad sin α bude mať znamienko „+“, ak α patrí do 1. a 2. štvrtiny kruhu, to znamená, že je v rozsahu od 0° do 180°. Pre α od 180° do 360° (štvrtiny III a IV) môže byť sin α iba zápornou hodnotou.
Pokúsme sa zostaviť trigonometrické tabuľky pre konkrétne uhly a zistiť význam veličín.
Hodnoty α rovné 30°, 45°, 60°, 90°, 180° a tak ďalej sa nazývajú špeciálne prípady. Hodnoty goniometrických funkcií pre nich sú vypočítané a prezentované vo forme špeciálnych tabuliek.
Tieto uhly neboli zvolené náhodne. Označenie π v tabuľkách je pre radiány. Rad je uhol, pod ktorým dĺžka oblúka kružnice zodpovedá jej polomeru. Táto hodnota bola zavedená za účelom vytvorenia univerzálnej závislosti, pri výpočte v radiánoch nezáleží na skutočnej dĺžke polomeru v cm.
Uhly v tabuľkách pre goniometrické funkcie zodpovedajú radiánom:
Nie je teda ťažké uhádnuť, že 2π je úplný kruh alebo 360°.
Aby sme mohli zvážiť a porovnať základné vlastnosti sínusu a kosínusu, dotyčnice a kotangensu, je potrebné nakresliť ich funkcie. Dá sa to urobiť vo forme krivky umiestnenej v dvojrozmernom súradnicovom systéme.
Zvážte porovnávaciu tabuľku vlastností pre sínus a kosínus:
Sínusoida | Kosínus |
---|---|
y = sinx | y = cos x |
ODZ [-1; 1] | ODZ [-1; 1] |
sin x = 0, pre x = πk, kde k ϵ Z | cos x = 0, pre x = π/2 + πk, kde k ϵ Z |
sin x = 1, pre x = π/2 + 2πk, kde k ϵ Z | cos x = 1, pri x = 2πk, kde k ϵ Z |
sin x = - 1, pri x = 3π/2 + 2πk, kde k ϵ Z | cos x = - 1, pre x = π + 2πk, kde k ϵ Z |
sin (-x) = - sin x, teda funkcia je nepárna | cos (-x) = cos x, t.j. funkcia je párna |
funkcia je periodická, najmenšia perióda je 2π | |
sin x › 0, pričom x patrí do 1. a 2. štvrtiny alebo od 0° do 180° (2πk, π + 2πk) | cos x › 0, pričom x patrí k I a IV štvrtine alebo od 270° do 90° (- π/2 + 2πk, π/2 + 2πk) |
sin x ‹ 0, pričom x patrí do tretej a štvrtej štvrtiny alebo od 180° do 360° (π + 2πk, 2π + 2πk) | cos x ‹ 0, pričom x patrí do 2. a 3. štvrtiny alebo od 90° do 270° (π/2 + 2πk, 3π/2 + 2πk) |
nárasty v intervale [- π/2 + 2πk, π/2 + 2πk] | rastie na intervale [-π + 2πk, 2πk] |
klesá v intervaloch [π/2 + 2πk, 3π/2 + 2πk] | klesá v intervaloch |
derivát (sin x)’ = cos x | derivát (cos x)’ = - sin x |
Určenie, či je funkcia párna alebo nie, je veľmi jednoduché. Dosť na predstavu trigonometrický kruh so znamienkami goniometrických veličín a mentálne „zložiť“ graf vzhľadom na os OX. Ak sa znamienka zhodujú, funkcia je párna, inak je nepárna.
Zavedenie radiánov a zoznam základných vlastností sínusových a kosínusových vĺn nám umožňuje predstaviť nasledujúci vzorec:
Overiť správnosť vzorca je veľmi jednoduché. Napríklad pre x = π/2 je sínus 1, rovnako ako kosínus x = 0. Kontrola sa môže vykonať pomocou tabuliek alebo sledovaním kriviek funkcií pre dané hodnoty.
Grafy funkcií tangens a kotangens sa výrazne líšia od funkcií sínus a kosínus. Hodnoty tg a ctg sú navzájom recipročné.
Zvážte grafický obrázok kotangentoidu nižšie v texte.
Hlavné vlastnosti kotangentoidov:
Najprv uvažujme kruh s polomerom 1 a stredom v (0;0). Pre akékoľvek αЄR možno polomer 0A nakresliť tak, že radiánová miera uhla medzi 0A a osou 0x sa rovná α. Smer proti smeru hodinových ručičiek sa považuje za pozitívny. Nech koniec polomeru A má súradnice (a,b).
Definícia: Číslo b, ktoré sa rovná opísanej ordinate polomeru jednotky, označíme sinα a nazývame sínus uhla α.
Príklad: sin 3π cos3π/2 = 0 0 = 0
Definícia: Číslo a, ktoré sa rovná osovej osi konca polomeru jednotky zostrojeného popísaným spôsobom, sa označí cosα a nazýva sa kosínus uhla α.
Príklad: cos0 cos3π + cos3,5π = 1 (-1) + 0 = 2
Tieto príklady používajú definíciu sínusu a kosínusu uhla v zmysle súradníc konca jednotkového polomeru a jednotkovej kružnice. Pre vizuálnejšiu reprezentáciu musíte nakresliť jednotkový kruh a nakresliť naň zodpovedajúce body a potom spočítať ich úsečky, aby ste vypočítali kosínus a ordináty na výpočet sínusu.
Definícia: Funkcia tgx=sinx/cosx pre x≠π/2+πk, kЄZ, sa nazýva kotangens uhla x. Doménou funkcie tgx je všetko reálne čísla, okrem x=π/2+πn, nЄZ.
Príklad: tg0 tgπ = 0 0 = 0
Tento príklad je podobný predchádzajúcemu. Ak chcete vypočítať tangens uhla, musíte vydeliť ordinátu bodu jeho úsečkou.
Definícia: Funkcia ctgx=cosx/sinx pre x≠πk, kЄZ sa nazýva kotangens uhla x. Definičný obor funkcie ctgx = sú všetky reálne čísla okrem bodov x=πk, kЄZ.
Aby bolo jasnejšie, čo je kosínus, sínus, tangens a kotangens. Pozrime sa na príklad s použitím pravidelného pravouhlého trojuholníka s uhlom y a strany a,b,c. Prepona c, nohy a a b. Uhol medzi preponou c a nohou b y.
Definícia: Sínus uhla y je pomer protiľahlej strany k prepone: sínus = a/c
Definícia: Kosínus uhla y je pomer priľahlého ramena k prepone: útulný = v/c
Definícia: Tangenta uhla y je pomer protiľahlej strany k susednej strane: tgy = a/b
Definícia: Kotangens uhla y je pomer priľahlej strany k opačnej strane: ctgy= in/a
Sínus, kosínus, tangens a kotangens sa tiež nazývajú goniometrické funkcie. Každý uhol má svoj vlastný sínus a kosínus. A takmer každý má svoju tangentu a kotangens.
Verí sa, že ak dostaneme uhol, poznáme jeho sínus, kosínus, tangens a kotangens! A naopak. Vzhľadom na sínus alebo akúkoľvek inú goniometrickú funkciu poznáme uhol. Dokonca boli vytvorené špeciálne tabuľky, kde sú pre každý uhol napísané goniometrické funkcie.