Jedynka trygonometryczna i wzór na tangens
Matematyka
Zestaw wyjaśnia sens wzorów oraz w zakresie liceum. Znajdziesz tu definicje, typowe przekształcenia, warunki stosowania oraz zadania sprawdzające obliczanie wartości funkcji trygonometrycznych.
1.Jedynka trygonometryczna
To tożsamość , prawdziwa dla każdego kąta, dla którego sinus i cosinus są określone. Pozwala obliczać jedną z tych wartości, gdy znamy drugą.
2.Tangens kąta
Tangens spełnia wzór , ale tylko wtedy, gdy . Dzięki temu można wyznaczać tangens z sinusa i cosinusa.
3.
Zapis oznacza , czyli kwadrat wartości sinusa kąta . Nie oznacza to .
4.
Zapis oznacza , czyli kwadrat wartości cosinusa kąta . W jedynce trygonometrycznej występuje razem z .
5.Tożsamość trygonometryczna
To równość prawdziwa dla wszystkich dopuszczalnych wartości zmiennej. Przykładem jest .
6.Warunek istnienia tangensa
Wzór ma sens tylko dla . Gdy , nie można dzielić przez zero, więc tangens nie istnieje.
7.Wyznaczanie z jedynki
Gdy znamy , to z wzoru otrzymujemy . Następnie ; znak zależy od kąta.
8.Wyznaczanie z jedynki
Gdy znamy , to z jedynki trygonometrycznej mamy , więc . O znaku decyduje ćwiartka lub przedział kąta.
9.Znaki funkcji trygonometrycznych
Sama jedynka trygonometryczna daje kwadraty, więc nie rozstrzyga znaku sinusa ani cosinusa. Aby wybrać poprawny znak po spierwiastkowaniu, trzeba znać przedział, w którym leży kąt.
10.Związek wzorów
Znając jedynkę trygonometryczną i wzór , można obliczać brakujące wartości funkcji trygonometrycznych i sprawdzać poprawność danych.
Notatka
Na czym polegają te dwa wzory
W trygonometrii szkolnej bardzo ważne są dwa związki między funkcjami kąta: jedynka trygonometryczna oraz wzór na tangens. Pierwszy mówi, że dla każdego kąta zachodzi równość . Drugi ma postać i pozwala obliczyć tangens, gdy znamy sinus i cosinus.
Te wzory są podstawą wielu prostych zadań rachunkowych. Służą do sprawdzania, czy podane wartości są możliwe, do obliczania brakującej wartości funkcji oraz do przekształcania wyrażeń. Trzeba przy tym pamiętać, że zapis oznacza , a oznacza .
Zapamiętaj
jest tożsamością, czyli równością prawdziwą dla każdego dopuszczalnego kąta.
Jak korzystać z jedynki trygonometrycznej
Jedynka trygonometryczna pozwala wyznaczyć sinus z cosinusa albo cosinus z sinusa. Jeśli znamy , to przekształcamy wzór do postaci . Jeśli znamy , to mamy .
Po obliczeniu kwadratu brakującej funkcji zwykle trzeba jeszcze wyciągnąć pierwiastek. Wtedy pojawia się ważna sprawa: z równania typu otrzymujemy zwykle dwie możliwości, czyli . Dlatego z samej jedynki nie da się od razu ustalić znaku funkcji.
Przykładowo, jeśli , to . Stąd . Aby wybrać, czy ma być plus czy minus, trzeba znać dodatkowy warunek, na przykład przedział, w którym leży kąt.
Ważne
Jedynka trygonometryczna daje kwadraty funkcji, więc sama nie rozstrzyga znaku wyniku po spierwiastkowaniu.
Wzór na tangens i jego ograniczenie
Tangens kąta wyraża się przez sinus i cosinus wzorem . Jest to bardzo wygodne, bo gdy znamy obie wartości, możemy natychmiast policzyć tangens jako zwykły iloraz.
Trzeba jednak sprawdzić warunek . Jeśli cosinus jest równy zero, pojawia się dzielenie przez zero, a wtedy tangens nie istnieje. To częsty błąd w zadaniach: uczeń podstawia dane do wzoru bez sprawdzenia mianownika.
Znak tangensa zależy od znaków sinusa i cosinusa. Jeśli mają ten sam znak, tangens jest dodatni. Jeśli znaki są różne, tangens jest ujemny. Gdy i jednocześnie , wtedy tangens jest równy .
Łączenie obu wzorów w obliczeniach
W typowych zadaniach najpierw używa się jedynki trygonometrycznej, a potem wzoru na tangens. Na przykład, gdy podano i wiadomo, że , najpierw liczymy . Otrzymujemy więc , bo znak ma być ujemny.
Następnie obliczamy tangens:
Takie zadania sprawdzają nie tylko znajomość wzorów, ale też umiejętność poprawnego wyboru znaku i ostrożnego przekształcania ułamków.
Przykład
Jeśli i , to , a następnie .
Jak sprawdzać poprawność danych
Jedynka trygonometryczna pozwala szybko sprawdzić, czy podane wartości sinusa i cosinusa mogą dotyczyć tego samego kąta. Wystarczy obliczyć sumę ich kwadratów. Jeśli wynik nie jest równy , dane są sprzeczne.
Na przykład para i jest poprawna, bo . Natomiast para i jest niemożliwa, bo wtedy suma kwadratów wynosi .
To ważna umiejętność na sprawdzianie i maturze, bo niektóre odpowiedzi można odrzucić bez długich rachunków. Warto też pamiętać, że z warunku wynika, że wartości sinusa i cosinusa mieszczą się w przedziale od do .
Najczęstsze błędy i wskazówki do zadań
Najczęstszy błąd to pomijanie faktu, że po obliczeniu lub trzeba jeszcze ustalić znak wyniku. Drugi częsty błąd to nieuważne użycie wzoru w sytuacji, gdy .
W zadaniach warto działać według prostego schematu:
- zapisz właściwy wzór,
- podstaw dane,
- oblicz kwadrat brakującej funkcji,
- po spierwiastkowaniu wybierz znak na podstawie warunku,
- dopiero potem licz tangens.
Dobrze jest też pilnować zapisu. Wyrażenie to nie to samo co , a to nie iloczyn sinusa i cosinusa. Staranny zapis zmniejsza liczbę pomyłek rachunkowych i pozwala łatwiej zauważyć sens rozwiązania.
Quizy w tym zestawie
16 pytań w 2 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu
