Тригонометрическое преобразование – это такой стандартный порядок действий, применение которых приводит к значимому целевому изменению исходного выражения.
Условно все тригонометрические преобразования можно разделить по двум основным видам:
–по составу преобразований (сложные преобразования и простые);
–по предмету (математический раздел, откуда берутся преобразования).
По составу преобразования делятся:
– элементарные;
– неэлементарные.
Тригонометрические преобразования элемент.doc
Зависимость между тригонометрическими формулами одного аргумента
2sin
1
2cos
(sin
2
)2cos
ctg
tg
ntg
nctg
;
2sin
1
2cos
1(
cos
1)(
cos
)
1
1
ctg
2
1
;
2cos
2
sin
1
2cos
1
1
ctg
2
1
tg
2
tg
tg
cos
cos
sin
;
2cos
1
2sin
1(
sin
1)(
sin
)
cos
1
2sin
1
1
tg
2
1
ctg
ctg
1
tg
2
1
2cos
;
2
ctg
sin
sin
tg
;
cos(
)
)
sin(
);
tg
(
)
tg
;
ctg
(
)
ctg
.
tg
sin
cos
1
ctg
1
sin
2sin
2cos
cos
1
1
1
1
2cos
;
1
1
2sin
;
1
1
2
2cos
cos
2sin
sin
ctg
cos
sin
1
tg
2
1
ctg
2
2
tg
ctg
2
;
1
tg
1
2cos
1
2sin
1
2cos
1
2sin
1
sin(
;
cos
;
1
;
; Теоремы сложения
sin(
cos(
)
cos
)
ctg
)
(
tg
(
)
sin
cos
sin
cos
ctg
ctg
ctg
ctg
tg
tg
1
tg
tg
.
;
cos
sin
sin
;
1
;
Формулы двойного и тройного аргумента
4sin
(cos
sin
)(cos
sin
)
2sin
2cos
2sin21
1
sin2
2cos
2sin
4cos
;1
;2)
cos
cos
;
2sin
2cos
2
(sin
;2cos
1
2cos
1
tg
2cos
2
1
2
ctg
3sin
2
2sin2
2
tg
tg
ctg
ctg
2
sin3
1
;
;
2
sin4
3
;
3cos
4
cos
3
3
cos
.
Преобразование произведения тригонометрических функций в сумму
sin
cos
)
sin(
))
;
cos
cos
)
cos(
))
;
sin
sin
cos
sin
)
)
cos(
))
;
sin(
))
.
(cos(
(sin(
1
2
1
2
1
(cos(
2
1
2
(sin(
Формулы половинного аргумента
2
1
;
cos
2
2
cos
2
2
1
cos
;
;
sin
1
2
;
cos
2
sin
2
1
;
cos
2
cos 2
1
2
cos
2
;
cos
cos
1
1
2
tg
tg
2
2
2
sin2
2
2
1
cos
;
sin
2
ctg
2
cos
1
1
;
cos
2
tg
tg
1
2
2
2
;
ctg
2
1
1
cos
cos
1
sin
cos
sin
cos
1
;
ctg
tg
1
2
tg
2
2
2
;
2
tg
2
1
1
tg
1
2
tg
tg
;
cos
cos
2
2
2
tg
2
1
1
cos
cos
1
sin
cos
sin
cos
;
1
;
1
sin
(sin
2
cos
2
;)
2
Преобразование суммы тригонометрических функций в произведение
cos
ctg
cos
cos
cos
ctg
2
cos
cos
sin2
;
tg
ctg
sin
sin
sin2
;
tg
ctg
;
2
2
2
2
cos
2
sin
2
)
cos
sin(
cos
;
)
sin
)
cos
;
sin(
sin
cos(
cos
2
2sin
sin
;
tg
tg
;
cos
2
cos(
tg
ctg
2
;2
ctg
cos
sin
2
sin(
4
4
);
). 1. Основные тригонометрические формулы как основа аппарата
тригонометрических преобразований
Тригонометрическое преобразование это такой стандартный порядок действий,
применение которого приводит к значимому целевому изменению исходного выражения.
B
C
Рис.1.
Определение: синусом острого угла
прямоугольного треугольника называется
отношение противолежащего катета к
гипотенузе. sinα=BC/AB, (рис. 1).
A
Определение: косинусом острого угла
прямоугольного треугольника называется
отношение прилежащего катета к
гипотенузе. cos =α AC/AB, (рис. 1). Определение: тангенсом острого угла
прямоугольника называется отношение противолежащего катета к прилежащему
катету. tgα=BC/AC, (рис.1).
Здесь же появляется основное тригонометрическое тождество, первые
α
тригонометрические формулы и таблица значений sinα, cosα, tgα для углов
40о, 60о.
sintg
cos
–основное тригонометрическое тождество;
1
2
;
sin
2
cos
равных 30
о,
sin
2
1
2
cos
;
sin
1
cos
2
(*);
2
cos
1
sin
2
;
cos
1
sin
2
(**).
α
30o
45o
60o
sinα
cosα
1
2
3
2
2
2
2
2
3
2
1
2 tgα
3
3
1
3
Замечание. Для формул (*) и (**) в восьмом классе знак “±” перед корнем не
учитывается, так как рассматриваемые углы связаны соотношением
0о< <90α
о, и, следовательно, выбираются положительные значения.
Следует обращать внимание учеников на этот нюанс, а то, в дальнейшем, при
изучении 0о< <180
α
о, это может привести к ошибкам.
радианная мера угла, поворот точки вокруг начала координат. Напомним их.
Радианная мера угла.
Рассмотрим окружность произвольного радиуса R и отметим на ней дугу PM,
длина которой равна R, и угол POM (рис. 2).
Центральный угол, опирающийся на дугу, длина
R
которого равна радиусу окружности, называется
углом в один радиан.
)π °,
1рад=(180/
αрад=((180/ )
)π α °,
1°= /180π
рад,
R
O
M
P
Рис. 2.
α°=(π/180)αрад
Поворот точки.
Между действительными числами u точками окружности c помощью
поворота точки окружности можно установить соответствие.
Рассмотрим на координатной плоскости окружность радиуса 1 c центром в
начале координат. Ее называют единичной окружностью. Введем понятие
поворота точки единичной окружности вокруг начала координат на угол α
радиан, где –α любое действительное число. y
О
M
P(1,0)
X
y
О
P(1,0)
X
0
M
Рис. 3.
1.
Рис. 4.
что точка, двигаясь от точки P против часовой стрелки, прошла путь длиной
Пусть α>0. Предположим,
,α
(рис. 3). Конечную точку пути обозначим M. В этом случае будем говорить, что
точка М получена из точки P поворотом вокруг начала координат на угол
α
радиан.
α
2.Пусть <0. В этом случае поворот на угол
радиан означает, что движение
α
совершалось по часовой стрелке, и точка прошла путь длиной |
α
|, (рис. 4).
3. Поворот на 0 радиан означает, что точка осталась на месте. Итак, введение
в рассмотрение углов любой величины позволяет поставить во взаимно однозначное
соответствие множество всех действительных чисел и множество всех углов на
плоскости, в силу которого всякому действительному числу соответствует некоторый
угол ориентированной плоскости, и наоборот–всякому углу соответствует некоторое
действительное число.
4. Далее изучаются тригонометрические преобразования и формулы им
соответствующие.
Приведем некоторые формулы, изучающиеся на этом этапе:
1)формулы сложения:
cos(α+β)=cos cosα βsin sinα β;
cos(αβ)=cos cosα β+sin sinα β;
;β
sin(α±β)=sin cosα β±cos sinα
2)формулы синуса, косинуса двойного угла:
sin2α =2sin cosα α;
cos2α=cos2αsin2α;
3)формулы приведения; 4)формулы суммы и разности синусов, косинусов углов:
sin
sin
sin2
sin
sin
sin2
cos
cos
;
;
2
2
2
2
2
2
2
2
;
.
cos
cos
2
cos
cos
cos
cos
sin2
sin
5. Затем, изучаются тригонометрические уравнения и неравенства.
6. Курс изучения тригонометрии в школе заканчивается изучением
тригонометрических функций.
Замечание. Одним из самых сложных этапов следует считать третий, так как в
рамках этого этапа устанавливается связь между градусной и радианной мерой угла.
Изучая тригонометрию, обычно выделяют следующие группы тригонометрических
формул.
информация
Смысл
(содержание,значение)
Структура (форма)
Информация
Соответственно этим трем особенностям информации возникают познавательные
связи трех видов: смысловые, ассоциативные и структурные. Создание таких связей
служит основой закрепления информации в памяти, то есть запоминания.
Ещё одной очень важной особенностью запоминания является не только
целесообразность выбора связей, но и то, что выбираемые связи должны быть
релевантными.
Релевантными называются такие связи, которые обеспечивают включение новой
информации в области информационной сети (информационная сеть у Лёзера ассоциируется
здесь с памятью, состоящей из множества смысловых, ассоциативных и структурных связей, запечатлённых индивидом под влиянием его интересов и на основе его познавательных
ресурсов), соответствующую закономерностям этой информации нашим интересам и
познавательным возможностям.
Дадим наши рекомендации в соответствии с выше описанными тремя типами связи.
Замечание. Указанные ниже последовательности рекомендаций представляют
собой последовательность действий при изучении одного блока формул.
1. Рекомендации, связанные c образованием смысловых или
содержательных связей.
Соотносим словесную формулировку и формулу или создаём словесную
формулировку по формуле (например, сумма синусов двух углов равна
удвоенному произведению синуса полусуммы этих углов на косинус
полуразности этих углов):
sin
cos
sin2
.
cos
2
2
Изучаем или создаем вывод (обоснование) формулы.
Выявляем причинно–следственные связи между каждым
коэффициентом, знаком и тому подобное в новой формуле и их "аналогами"
исходных формулах:
ctg
(
)
ctg
ctg
ctg
ctg
1
.
При выводе данной формулы, получаем в числителе (ctg ctg 1
α β ). Знак ""
появляется за счет того, что cos( + )=cos cos
α
βsinαsin , β то есть за счет ""
α β
этой формуле.
Сравниваем поэлементно новые формулы и их "старые аналоги" и
причинно–следственные связи между ними:
cos2α=cos2α sin2α=cos4αsin4α=(cosα+sinα)(cosαsinα)=12sin2α=2cos2α1.
Из известной формулы cos2α=cos2αsin2α вытекает множество формул,
4αsin4 α,
необходимых при решении задач. Например, формула cos2 = cos
получается из данной формулы путем умножения ее на
α
тригонометрическую единицу, то есть cos2 =(cos
=(cos2αsin2α)(cos2α+sin2α)=cos4α–sin4α. В итоге мы получаем формулу
2αsin2α)*1=
α разности квадратов, сворачивая которую, получаем нашу искомую формулу.
Применяем формулы в элементарных ситуациях.
Пример. Проверить справедливость равенства:
cos47°+cos73°=cos13°.
1. Рассмотрим левую часть: соs47°+cos73°.
2. Применим к ней формулу преобразования суммы косинусов в
произведение:
cos47°+cos73°=2cos ((47°+73°)/2)cos ((47°73°)/2)
=2cos60°cos13°=2(1/2)cos13°=cos13°.
Преобразованная левая часть совпадает с правой частью, следовательно, равенство
справедливо.
11. Рекомендации, связанные с созданием структурных связей.
Формулы распредепяем по группам или подгруппам, используя, например,
следующие основания:
множества, на которых заданные формулы единообразны;
идеи доказательств формул схожи;
сферы применимости и условия применимости аналогичны;
какиелибо внешние, возможно, структyрные особенности схожи.
Мы распределим формупы по идее доказательства. Например, общая идея
доказательства имеется у формул преобразования суммы тригонометрических функций в
произведение.
sin
x
y
sin
sin2
2
2
cos
2
2
;
cos
2
2
;
cos
x
cos
y
2
cos
.
cos
x
cos
y
sin2
sin
Выявляем особенности получения формул, выстраивая их в
определенной последовательности.
β
1. Сначала мы обозначаем аргументы: х+у= , ху= .
α
2. Спожим α и β, получим 2х=α+β=>
x
2
Вычитая β из α, получаем 2у=
α β=>
y
.
2 3. Подставим полученные значения в следующие формулы:
sin
x
cos
y
cos
x
cos
y
(sin(
x
y
)
sin(
x
y
))
;
(cos(
x
y
)
cos(
x
y
))
;
sin
x
sin
y
(cos(
x
y
)
cos(
x
y
))
;
sin
x
cos
y
(sin(
x
y
)
sin(
x
y
))
.
1
2
1
2
1
2
1
2
4. Получаем формулы:
2
sin2
sin
sin
;
cos
cos
cos
sin2
;
sin
2
cos
cos
2
cos
.
cos
2
2
sin
sin
sin2
sin
sin
sin2
;
cos
.
cos
2
2
2
2
2
2 Сходства в подгруппе:
–удвоенное произведение синуса на косинус;
–аргументы выражены в виде полусуммы или полуразности.
Различия между формулами в подгруппе:
–если сумма синусов, то в произведении будет синус полусуммы
разность синусов, то в произведении имеем синус полуразности α и β;
–если сумма синусов, то в произведении будет косинус полуразности α и β, a если
и α β.
разность синусов, то в произведении имеем косинус полусуммы
2
sin2
;
2
cos
cos
cos
cos
cos
cos
2
2
2
sin
.
и α β, a если
Сходства в подгруппе:
–удвоенное произведение;
–аргументы имеются в одной и той же последовательности, сначала полусумма
β, a затем их полуразность.
Различие между формулами в подгруппе:
иα
–если сумма косинусов, то будет произведение косинусов, а если разность
косинусов, то будет произведение синусов;
–если сумма косинусов, то перед произведением знак "" не нужен, a если
разность–нужен.
Рекомендуем ученикам запоминать формулы не по одной, a группами,
ориентируясь на сходства и различия между формулами в одной группе.
Учитывая вышеуказанные пункты, рекомендуем ученикам запомнить формулы:
sin
sin
sin2
cos
cos
sin2
sin
cos
;
2
2
2
2
cos
cos
2
cos
.
cos
;
2
2
Выделяем способы применения и виды задач, решаемых с помощью формул
данной группы.
Пример.
Упростите выражение:
cos
sin
cos
sin
.
cos
sin
2
2
sin
cos
cos
sin
2
2
sin2
sin2
sin
cos
2
2
tg
2
. 111. Рекомендации, связанные с ассоциативными связями.
Правило 1. Если сумма синусов, то первый аргумент полусумма, а если разность,
то наоборот.
Правипо 2. Если сумма косинусов, то произведение косинусов, а если разность, то
произведение синусов.
Замечание. В качестве мнемонических правил могут выступать слова, предложения,
выражения, ассоциации, набор преобразований или наборы формул и т. п.
Очень важные мнемонические правила, используемые при решении задач,
связанных с преобразованием выражений.
1. Установи связь между аргументами (правильно установленная связь подскажет
нужную формулу или поможет выявить последовательность формул).
2. Старайся уменьшить количество арryментов.
3. Старайся уменьшить количество тригонометрических функций, используемых в
выражении.
Замечание 1. Данное замечание дает рекомендации по запоминанию
значений тригонометрических функций от "хороших" углов.
1. Первый способ заключается в "прописывании таблицы":
π
), cos
π
α
б) затем, в столбик выписываем функции sin(
а) выписываем в строчку "хорошие" углы: 0°, ( /6), ( /4), ( /3), ( /2);
), α то есть, получаем
(
π
π
0
π/6 π/4 π/3
π/2
табличку:
α
sinα
cosα
в) заполняем эту таблицу: в строку под углами напротив синуса пишем 0, 1, 2,
3, 1, а для косинуса в обратном порядке, то есть:
α
sinα
cosα
0
0
1
π/6 π/4 π/3
3
1
3
1
2
2
π/2
1
0
г) значения для углов 0 и п/2 так и остаются, а для остальных углов значения
делим пополам и записываем в виде дроби: α
sinα
cosα
0
0
1
π/6
π/4
π/3
π/2
1
2
3
2
2
2
2
2
3
2
1
2
1
0
д) теперь из числителей полученных дробей берем квадратный корень, то
есть:
α
sinα
cosα
0
0
1
π/6
π/4
π/3
π/2
1
2
3
2
2
2
2
2
3
2
1
2
1
0
таким образом,получаем:
α
sin(α)
сos(α)
0
0
1
π/6
π/4
π/3
π/2
1
2
3
2
2
2
2
2
3
2
1
2
1
0
2. Второй способ рекомендует запомнить значения функций от "хороших" углов
через наглядный геометрический образ, который восстанавливается в сознании, как бы в
движении. Опишем этот способ на примере, отметим cos(π/3):
а) выберем линю косинусов (абсциссу, ось ох);
б) на ней размещаем значения
1
2
;5,0
2 ;
7,0
2
3 ; (риc. 5.1);
2
8,0 y
О
0.5 0.7 0.8
x
Рис. 5.1
3/
проводим мысленно луч, соответствующий, например, углу
/3 π
до пересечения с окружностью, (риа 5.2);
г) опускаем перпендикуляр на ось абсцисс и получаем
0.5 0.70.8
x
значение похоже близкое 1/2, (риа 5.3).
Аналогично этот процесс можно
показать
y
Рис. 5.2
4/
y
3/
О
0.5 0.70.8
x
О
0.5 0.70.8
x
Рис. 5.3.
Рис.5.4.
замечание рекомендует,
переводить радианную
в)
y
О
для
синуса,
косинуса и
тангенса.
Например,
tg( /4).
π
(рис. 5.4)
Заме
чание 2.
Данное
как лучше
меру угла в градусную и наоборот:
а) сначала рекомендуем запомнить соответствие градусной и радианной
меры для "хороших" углов (0°, 30°, 45°, 60°, 90°, 120°, 135°, 150°, 180°, 210°, 225°, 240°, 270°, 300°, 315°, 330°, 360°);
б) рекомендуем учащимся создать "укрепленную"единичную окружность, где
будут расположены разными цветами градусы и радианы (радианная и
градусная мера угла);
в) даем на уроках математические диктанты перевода градусов в радианы
и наоборот. Пример: перевести
13
15
в градусы, 274° перевести в радианы.
Оценки за такой диктант не ставить.
3. Тригонометрические преобразования и их виды
Тригонометрические преобразования и их виды.
Условно все тригонометрические преобразования можно разделить по двум
основным видам:
–по составу преобразований (сложные преобразования и простые);
–по предмету (математический раздел, откуда берутся преобразования).
По составу преобразования делятся:
– элементарные;
– неэлементарные.
Эпементарные тригонометрические преобразования.
Преобразование основных формул в явном виде:
2cos
x
4cos
x
2
cos
2
3cos
xcox
(
2)
x
x
2
2
x
3cos
4
x
2
x
cos
4
x
2
2
cos
6
x
2
cos
x
2
2
cos
.
x
Преобразование должно формироваться сначала в развернутом виде, очень
подробно, затем с помощью устного упражнения и математических диктантов должно
быть свернуто. Правильно сформулированное свернутое преобразование всегда можно
развернуть в подробную цепочку с помощью специальных требований.Данными
требованиями пользуются,если хотят найти или исправить ошибки учащихся.
Если преобразование сформупировано не правильно, да еще и свернуто, то
развернуть его практически не возможно. Можно попытаться на индивидуальных
занятиях доказать ученику, что так делать нельзя, и затем приступать к
формированию требований преобразований.
К преобразованиям в
явном
виде можно отнести использование: cos(
1) формул приведения:
2
2
2) алгебраических формул:
cos(
,
)
sin
)2
2sin
;
(sin
cos
2)
2sin
sin2
cos
2cos
;
3) формул преобразования суммы в произведение:
2
sin
2
sin
;
1
cos
sin2
2
(
)
2
0cos
cos
;
1
1
sin
sin
формулы полные квадраты;
cos
sin
sin(
2
)
sin
.
Элементы преобразований, основанные на алгебраических преобразованиях
можно формировать разу в устных упражнениях.
cos
2cos
cos
,
,
2cos
sin
2
sin2
cos
2
cos
.
Элементы преобразований, основанные на явном применении
тригонометрических формул в устных упражнениях должны появляться после
письменной работы с учениками.
Специальные преобразоеания.
Специальные преобразования можно условно разделить на элементарные и
неэлементарные. Хотя это деление весьма условно, но для качества учебного
процесса важно начинать с более простых преобразований.
1. К элементарным преобразованиям можно отнести преобразование, условно
называемое "увидеть формулу". Например, известная формула может выглядеть
так:
tg
tg
tg
1
)
(
tg
tg
.
В контексте конкретной задачи замена левой части на правую, или наоборот,
может привести к нужному результату сразу. Эта формула в более сложной
ситуации может быть представлена следующим образом: 1
1
tg
tg
tg
(
)
4
.
Сравнивая эти два преобразования, можно понять, вопервых, условность
разделения преобразований, а, вовторых, разный уровень их спожности.
Усложнение использования указанной формулы проявляется в задаче
№ 13.98 из “Сборника задач по алгебре для 8–9 классов” М.А. Галицкого и др.
tg
tg
tg
tg
tg
tg
*
*
, если
.
tg
1(
tg
)
tg
tg
tg
0
,
tg
tg
1
tg
tg
tg
0
,
tg
tg
tg
tg
,
,
)
(
0
(
)
0
,
tg
tg
0
,
0=0.
2. К элементарным преобразованиям можно отнести применение формулы
"слева направо", а также "справа налево".
Например, №13.46 "Сборник задач по алгебре для 89 классов" М.А.Галицкого
и др. показывает применение основного тригонометрического тождества слева
направо и справа налево.
6sin
6cos
2sin3
2cos
1
,
6sin
6sin
6cos
3)2
6cos
(sin3
3)2cos
2sin3
2)2
2sin3
2cos
2cos
31
2
.1
12cos
2sin3
(sin
(sin
(sin
(cos
3)2
2)2
(cos
(cos
3)2
3)2
2sin3
2cos
(sin
2
)2cos
В третьей строке применение основного тригонометрического тождества
осуществляется справа налево. А в последней строке применение формулы
осуществляется слева направо.
3. Рассмотрим еще одно преобразование. Кратко его можно назвать "диктуемое
вынесение множителя за скобки".
Например,требуется доказать
Можно заменить 2
ctg
ctg
2
cos
2
ctg
2
.
cos
2
на 2
cos
или 2
sin
, в левой части привести к
общему знаменателю, вынести множитель и получить правую часть.
Однако, если это равенство имеет место, то оно "диктует": вынести в левой части 2
ctg
или 2
cos
, скобках получим 2
cos
ctg
2
2cos
ctg
1(2
)2sin
ctg
. Покажем это:
2cos
или
2
ctg
2
2cos
(2cos
1
2sin
)1
ctg
2
.
2cos
Заметим, что в последней цепочке равенств имеется выражение в скобках,
которое трудно узнаваемо учащимися. Они вместо применения формулы приводят к
общему знаменателю.
Аналогично, можно показать всё относительно упражнения
2
tg
2sin
tg
2
.
2sin
4. Рассмотрим элементарное преобразование, определяемое связью между
аргументами.
Пример: вычислить
Непосредственное нахождение
)
sin(
4/
, если
cos
2/1
и
.
2/
sin(
)
невозможно, т.к. известна
4/
α
тригонометрическая функция лишь от угла
, поэтому
для того, чтобы найти
sin(
)
4/
sin(
)
4/
мы определяем преобразования по формулам сложения, то есть
sin(
cos(
cos
)4/
)4/
sin
=
.
Здесь хорошо видно как аргумент влияет на выбор того или иного
преобразования. В нашем примере после применения формулы сложения
появляются значения функций от "хороших" углов (известных нам) и значения
функций от угла . То есть
sin(
)4/
cos
sin
cos(
)4/
2
2
(
1
2
sin
).
2
2
cos
2
2
sin
2
2
(cos
sin
)
|
cos
|5,0
А
sinα находится из основного тригонометрического тождества по
известному cosα=0,5 и углу α,
2/
, таким образом,
sin
3
2
. Возвращаясь к
нашему равенству, имеем:
(
1
2
sin
)
2
2
1. В самом сборнике задач М.А. Галицкого и др. приведена классификация
2
2
2
4
3
2
).3
1
2
1(
)
(
задач и упражнений по тригонометрии по
группам формул.
Выделим эти группы и приведем наиболее интересные примеры из каждой
группы.
1. Определение синуса, косинуса, manzexcn и котанzенса. Радианная мера,уига
(13.113.25).
30
sin2
13.1.
Данное упражнение требует от учащихся знания значений функций от "хороших"
sin3
ctg
tg
30
45
60
.
углов.
13.21. Сравнить два числа
cos( и
)11/
cos 2 .
)11/
(
Для того чтобы сравнить два числа необходимо найти их разность,а потом
оценить её. Если она будет положительной, то первое число будет больше
второго, а если отрицательной, то наоборот
2. Зависимости между функциями одного аргумеита. Формулы
приведения (13.2613.72).
13.43. Вычислите ctgl°ctg3°сtg5°...ctg89°.
Заменяем все множители, начиная с ctg46°,...сtg89°, по формулам приведения на
tg44°,...tg1°.
После этаго группируем множители по формуле tg ctg =l,
α α то есть
tg1°ctgl°=1,...tg89°ctg89°=1. Остаются произведения единиц на ctg45°, значение
которого равно 1.
3. Теоремы сложения (13.7313.103).
13.85. Докажите тождество
sin(
tg
)
tg
cos
.
cos
Рассматриваем левую часть и делаем следующие преобразования: заменяем тангенсы
углов по определению, приводим к общему знаменателю и сокращаем.
Получаем,что преобразованная левая часть равна правой части,
следовательно,тождество доказано.
4. Формулы двойного и половинною аргумента (13.10413.158).
13.129. Найдите cos2 , α если cos
sin
sin2
2
cos
1
2
.
2
cos
4sin
sin
2cos
.
sin3
0
sin
.0
2cos
sin2
2
2cos
.1
10*21
.1
5. IIpeoбpазoвaнue суммы тригонометрических функций в произведение
и обратно (13.15913.201).
13.177. Упростите выражение:
2
cos
2
cos
cos(
)
cos
2
2
cos
(cos(
)
cos(
))
cos
2
2
cos
(cos
)2cos
cos
2
2
cos
2(
cos
2
21
2
cos
)1
1
2
2
1
2
2
cos
2
cos
2
sin
2
sin
1
2
1
2
1
2
1
2
(cos
2
sin
2
)
(cos
2
2
sin
)
.1
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Использование данной классификации задач позволяет изучить формулы и
познакомиться с их применением, но для того чтобы научить учащихся решать задачи
на преобразования тригонометрических выражений этой классификации не достаточно.
Чтобы добиться успеха в этом вопросе, необходимо тщательно изучать условия задач.
Анализ условия удобно изучать на задачах одного сюжета. А дополнительные условия в
рамках одного сюжета позволяют подробнее разобрать изучаемый вид задач.
11. Данная классификация представляет собой классификацию
задач и упражнений по сюжету.
1. Найдите наибольшее и наименьшее значения выражения.
13.103. В каких пределах находится отношение суммы катетов к гипатенузе в
прямоугольном треугольнике.
B
b
C
c
a
Обозначим
cos
α
α
a/c+b/c=sin +cos
ca
/
A
,
sin
cb
./
ba
c
sin
cos
.
Теперь необходимо оценить sinα+cosα.
sin
,2/
0
sin(
1
cos
4/
*2
4/34/
)4/
2/2*
2/2
(sin
sin(
cos
.2
2
)2/2*
2
sin(
),4/
,1)4/
Следовательно,
1
ba
c
.2
Ответ (1, 2 ).
К данному сюжету можно отнести также следующие номера задач главы 13:
13,14,51,52,69,70,71,72,89,90,91,103,134,135,136,137,168,176.
2. Верно утверждение?
13.15. Возможно ли раеенство:
sin
2
cos
3
?
41
,5
1
5
sin
2
5
cos
3
5
,
sin
1
5
,
cos
2
5
,
получаем:
sin
sin
cos
cos
3
5
,
cos(
)
3
5
,то есть
cos
3
5
1
, что невозможно, так как
1
cos
.
1
Также можно отнести к заданиям такого рода и следующие номера задач
главы 13: 5,10,11,12,15,180,182.
3. Определить знак тригонометрического выражения. 13.6. Какой знак имеет сумма
sin
sin
sin
, если
,
,
–углы
треугольника.
Поскольку
0
180
,
0
180
,
0
второй четверти, следовательно,
sin ,
0
sin
sin
sin
>0.
180
, то
sin ,
0
,
,
– это углы первой или
sin . Поэтому
0
Также можно отнести к заданиям такого рода и следующие номера задач главы
13: 6,19,20,21,22,23,119.
4. Определить четверть, в которой находится данный угол.
Для их решения необходимо знать какой знак имеет любая тригонометрическая
функция в каждой из четырёх четвертей. Номера задач этой группы: 13.7,13.8.
5. Доказать тождество.
Номера задач этой группы из главы 13: 4548, 55, 59, 8588, 97, 98, 108, 109, 121
124, 146148, 159161, 165167, 170, 172, 174, 175, 179, 181, 198, 199.
13.55 . Докажите, что при всех допустимых значениях переменных выражение
принимает одно и то же значение:
4
cos
sin
2
2
sin
sin
2
2
sin
sin
sin
cos
2
2
2
cos
cos
2
4
2
2
sin
cos
2
cos
cos
2
2
cos
sin
2
2
sin
cos
(cos
(sin
2
2
2
)
)
2
2
sin
cos
2
(sin
(sin
2
2
2
cos
cos
)
)
2
cos
sin
2
2
2
sin
cos
1
2
2
sin
sin
2
1
cos
cos
2
(sin1
sin
2
2
2
cos
cos
)
2
.1
Мы показали, что при любых значениях переменных
и α β значение данного
выражения всегда =1.
6. Доказать неравенство.
13.115. Докажите неравенство: sin2α<2cosα, если
/2<π
α< /2.π
sin2α2cosα <0,
2sinαcosα2cosα <0,
2cosα(sinα1)<0.
Так как
2cosα(sinα1)<0, то есть sin2α<2cosα.
К задачам этой группы относятся: 24, 25, 6064, 95, 96, 115.
α< /2π , то 2cos α>0 и 1sinα 1, 2sinα1<0,
/2<π 7. Упростить еыражение.
13177. Упростите выражение:
2cos
2cos
cos(
)
cos(
)
2cos
2cos
1
2
(cos(
)
cos(
))
2cos
2cos
1
2
(cos
2
cos
)2
2cos
2cos
1
2
2cos
2(
21
2cos
)1
2cos
2cos
2cos
1
2
2cos
.1
1
2
К
номерам задач этой группы относятся: 3742, 44, 53, 54, 5759, 64, 78, 9294, 130
133, 125, 163, 171, 173, 178.
8. Найти значение выражения.
13.101. Найти величины α и β углов ромба, если sin(α /2)+β
+ sin(α/2 )=1
β
Так как α, β углы ромба, то α+β = , π то =α π–β.
sin(
sin((
1)
2/)
)2/
,
,1)
sin(
))2/3(
sin(
2/
2/
sin(
)2/3
cos(
,1)2/3
2
(sin(
2/2)2/3
cos(
1)2/2)2/3
,
sin((
)2/3
)4/
.2/2
0
,
2/34/
4/74/
, то есть
2/3
4/74/
и
2/3
4/
2/3
4/34/
,
2/3
2/
3/
.
4/
.
.3/23/
Номера задач этой группы главы 13: 14, 9, 1618, 2636, 43, 49, 50, 6568,
7384, 99102, 104107, 110114, 116118, 120, 126129, 138145, 149158, 162,
169, 183197, 200, 201.
На заключительном этапе изучения данной темы обобщаются методы и
приемы решения известных типов и видов задач, поэтому
вышепредставленная классификация задач по сюжету прекрасно
дополняется классификацией задач по методу решения. Данный метод используется при решении многих задач, но способы его
реализации в разных заданиях отличны друг от друга.
Выясняем при помощи оценки возможно ли равенство.
13.12. Возможно ли равенство:
Данное равенство невозможно, так как
cos
2
?
4,12
, а
1
cos
.
1
При помощи оценки определяем знак выражения.
π
13.19. Определить знак выражения: sin(5 /6)cos(5 /7)tg(5
π
π/8)ctg(5 /9).π
sin(5π /6)>0, cos(5 /π 7)<0, tg(5π/8)<0,ctg(5 /π 9)<0 =>
=> siп(5 /6 )соs(5/7 )tg(5 /8)ctg(
5 /π 7)<0.
π
π
π
Найти наибольшее, наименьшее значение выражения при помощи
оценки.
13.51.
sin
2
2
cos
2
.
2
2
2
2
2
1
2
cos
cos
cos
1
cos
2
cos
,1
,1
.21
sin
1
0
1
Наименьшее значение равно 1, а наибольшее равно 2.
cos
cos
.
2
2
Доказательство неравенств путем оценки левой и правой частей.
13.60.
2
sin
cos
2
.25.0
Преобразуем данное неравенство следующим образом:
sin4
2
sin2(
cos
2
,4*25.0
1
2sin
,1
2
cos
)
,1
0
sin
2
.
2
1
sin 2
2
.1
Рассуждая в обратном порядке (от заведомо истинного неравенства),
пользуемся методом оценки.
Номера задач этой группы главы 13: 6, 1215, 1924, 51, 52, 6062, 64, 8991,
95, 96, 103, 115, 119, 136, 154, 155, 168, 176, 184, 185.
2. Метод исследования модели тригонометрического выражения.
Данный метод используется при решении задач на нахождение
наибольшего, наименьшего значений выражения.
3.137. Найдите наибольшее и наименьшее значения выражения cos2α|cosα|. 2cos
|
cos
2|
2
cos
|1
cos
|,
|
cos
t
|
,
0 t
,1
y
2 2
t
t
.1
y
О
9/8
1/4
x
Вершина: (1/4, 9/8).
у(0)=1,
у(1)=0.
Наибольшее значение: у(1)=0.
Наименьшее значение: у(0)=1.
Номера задач этой группы главы 13: 6872, 134, 135, 137.
3. Метод использования основных определений и формул при решении
тригонометрических задач.
C помощью единичной окружности (13.5, 13.7, 13.8).
C помощью определения тригонометрической функции (13.10,
13.11).
C помощью использования тригонометрических формул одного
арryмента (13.2613.30).
4. Метод подстановки значений функций от «хорогиих» углов.
Номера задач этой группы главы 13: 14, 9, 1618.
5. Метод использования алгебраических преобразований.
К номерам задач этой группы главы 13 относятся: 33, 34, 39, 41, 4450, 5559,
6568, 99, 111, 125, 129, 133, 138140, 142, 146. 198201. Выделим наиболее
интересные примеры из этой группы.
13.33. Вычислите:
1
sin
6
2
sin
6
3
sin
6
...
1
sin
6
2
sin
6
3
sin
6
...
=
1
1
2
(
1
2
2
)
(
1
2
3
)
...
(
1
2
n
.)
Данная последовательность является геометрической прогрессией.
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Тригонометрические преобразования
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.