Вычисление tg. Прямоугольный треугольник: синус, косинус, тангенс, котангенс угла

Содержание
  1. Тангенс
  2. Аргумент и значение тангенса
  3. Тангенс можно определить с помощью прямоугольного треугольника – он равен отношению противолежащего катета к прилежащему
  4. Для чисел, а также для тупых, развернутых углов и углов больших \(360°\) тангенс чаще всего определяют с помощью синуса и косинуса, через их отношение: \(tg\: t=\)\(\frac{sin\:⁡t}{cos\:⁡t}\)
  5. Прямая проходящая через начало отсчета на числовой окружности и параллельная оси ординат (синусов) называется осью тангенсов. Направление оси тангенсов и оси синусов совпадает.
  6. Чтобы определить тангенс с помощью числовой окружности, нужно: 1) Отметить соответствующую аргументу тангенса точку на числовой окружности. 2) Провести прямую через эту точку и начало координат и продлить её до оси тангенсов. 3) Найти координату пересечения этой прямой и оси тангенсов.
  7. В отличие от синуса и косинуса значение тангенса не ограничено и лежит в пределах от \(-∞\) до \(+∞\), то есть может быть любым
  8. Геометрия. Урок 1. Тригонометрия
  9. Тригонометрия в прямоугольном треугольнике
  10. Тригонометрия: Тригонометрический круг
  11. Основное тригонометрическое тождество
  12. Тригонометрия: Таблица значений тригонометрических функций
  13. Тригонометрия: градусы и радианы
  14. Тригонометрия: Формулы приведения
  15. Тригонометрия: Теорема синусов
  16. Тригонометрия: Расширенная теорема синусов
  17. Тригонометрия: Теорема косинусов
  18. Примеры решений заданий из ОГЭ
  19. Синус, косинус, тангенс и котангенс в тригонометрии: определения, формулы, примеры, угол поворота
  20. Синус, косинус, тангенс и котангенс. Определения
  21. Угол поворота
  22. Числа
  23. Тригонометрические функции углового и числового аргумента
  24. Связь определений sin, cos, tg и ctg из геометрии и тригонометрии
  25. Синус, косинус, тангенс и котангенс: основные формулы
  26. Прямоугольный треугольник
  27. Признаки равенства прямоугольных треугольников
  28. Понятие синуса, косинуса, тангенса и котангенса в прямоугольном треугольнике

Тангенс

Вычисление tg. Прямоугольный треугольник: синус, косинус, тангенс, котангенс угла

Примеры:

\(tg⁡\:30° =\frac{1}{\sqrt{3}}\) \(tg⁡\:(\frac{π}{3})=\sqrt{3}\)

\(tg\:⁡2=-2,185…\)

Аргумент и значение тангенса

Аргументом тангенса может быть: – как число или выражение с Пи: \(1,3\), \(\frac{π}{4}\), \(π\), \(-\frac{π}{3}\) и т.п.

– так и угол в градусах: \(45°\), \(360°\),\(-800°\), \(1° \) и т.п.

Для обоих случаев тангенс вычисляется одинаковым способом – либо через значения синуса и косинуса, либо через тригонометрический круг (см. ниже).

Значение тангенса – всегда действительное число (возможно, иррациональное): \(1\), \(\sqrt{3}\), \(-\frac{1}{\sqrt{3}}\), \(-0,1543…\)

Тангенс можно определить с помощью прямоугольного треугольника – он равен отношению противолежащего катета к прилежащему

Пример:

1) Пусть дан угол и нужно определить тагенс этого угла.

2) Достроим на этом угле любой прямоугольный треугольник.

3) Измерив, нужные стороны, можем вычислить тангенс.

Для чисел, а также для тупых, развернутых углов и углов больших \(360°\) тангенс чаще всего определяют с помощью синуса и косинуса, через их отношение:

\(tg\: t=\)\(\frac{sin\:⁡t}{cos\:⁡t}\)

Пример. Вычислите \(tg\:0\).
Решение: Чтобы найти тангенс нуля нужно найти сначала синус и косинус \(0\). И то, и другое найдем с помощью тригонометрического круга:

Точка \(0\) на числовой окружности совпадает с \(1\) на оси косинусов, значит \(cos\:0=1\). Если из точки \(0\) на числовой окружности провести перпендикуляр к оси синусов, то мы попадем в точку \(0\), значит \(sin\:⁡0=0\). Получается: \(tg\:0=\)\(\frac{sin\:⁡0}{cos\:⁡0}\) \(=\)\(\frac{0}{1}\)\(=0\).

Ответ: \(0\).

Пример. Вычислите \(tg\:(-765\circ)\).
Решение:   \(tg\: (-765\circ)=\)\(\frac{sin\:(-⁡765\circ)}{cos\:⁡(-765\circ)}\)
Что бы вычислить синус и косинус \(-765°\). Отложим \(-765°\) на тригонометрическом круге. Для этого надо повернуть в отрицательную сторону на \(720°\) , а потом еще на \(45°\).

\(sin⁡(-765°)=-\frac{\sqrt{2}}{2}\); \(cos⁡(-765°)=\frac{\sqrt{2}}{2}\) ;

получается \(tg(-765°)= -\frac{\sqrt{2}}{2} ∶ \frac{\sqrt{2}}{2}=-1\).

Ответ: \(-1\).

Пример. Вычислите \(tg\:\frac{π}{3}\).
Решение:   \(tg\: \frac{π}{3}=\)\(\frac{sin\:⁡\frac{π}{3}}{cos\:⁡\frac{π}{3}}\).

Опять находим синус пи на 3 и косинус пи на 3 (хоть с помощью тригонометрического круга, хоть по таблице): \(sin⁡(\frac{π}{3})=\frac{\sqrt{3}}{2}\); \(cos⁡(\frac{π}{3})=\frac{1}{2}\) ;

получается \(tg(\frac{π}{3})= \frac{\sqrt{3}}{2} ∶ \frac{1}{2}= \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot \frac{2}{1}=\sqrt{3}\).

Ответ: \(\sqrt{3}\).

Однако можно определять тангенс и напрямую через тригонометрический круг – для этого надо на нем построить дополнительную ось:

Прямая проходящая через начало отсчета на числовой окружности и параллельная оси ординат (синусов) называется осью тангенсов. Направление оси тангенсов и оси синусов совпадает.

Ось тангенсов – это фактически копия оси синусов, только сдвинутая. Поэтому все числа на ней расставляются так же как на оси синусов.

Чтобы определить тангенс с помощью числовой окружности, нужно: 1) Отметить соответствующую аргументу тангенса точку на числовой окружности. 2) Провести прямую через эту точку и начало координат и продлить её до оси тангенсов.

3) Найти координату пересечения этой прямой и оси тангенсов.

Пример. Вычислите \(tg\:\frac{π}{4}\).
Решение:   
1)Отмечаем \(\frac{π}{4}\) на окружности.

2) Проводим через данную точку и начало координат прямую.

3) В данном случае координату долго искать не придется – она равняется \(1\).

Ответ: \(1\).

Пример. Вычислите \(tg\: 45°\) и \(tg\: (-240°)\).
Решение:   
Для угла \(45°\) (\(∠KOA\)) тангенс будет равен \(1\), потому что именно в таком значении сторона угла, проходящая через начало координат и точку \(A\), пересекает ось тангесов. А для угла \(-240°\) (\(∠KOB\)) тангенс равен \(-\sqrt{3}\) (приблизительно \(-1,73\)).

Значения для других часто встречающихся в практике углов смотри в тригонометрической таблице.

В отличие от синуса и косинуса значение тангенса не ограничено и лежит в пределах от \(-∞\) до \(+∞\), то есть может быть любым

При этом тангенс не определен для:
1) всех точек \(A\) (значение в Пи: …\(-\)\(\frac{7π}{2}\),\(-\)\(\frac{3π}{2}\),\(\frac{π}{2}\), \(\frac{5π}{2}\), \(\frac{9π}{2}\) …; и значение в градусах: …\(-630°\),\(-270°\),\(90°\),\(450°\),\(810°\)…)
2) всех точек \(B\) (значение в Пи: …\(-\)\(\frac{9π}{2}\),\(-\)\(\frac{5π}{2}\),\(-\)\(\frac{π}{2}\), \(\frac{3π}{2}\), \(\frac{7π}{2}\) …; и значение в градусах: …\(-810°\),\(-450°\),\(-90°\),\(270°\)…) .

Так происходит потому, что прямая проходящая через начало координат и любую из этих точек никогда не пересечет ось тангенсов, т.к. будет идти параллельно ей. Поэтому в этих точках тангенс – НЕ СУЩЕСТВУЕТ (для всех остальных значений тангенс может быть найден).

Из-за этого при решении тригонометрических уравнений и неравенств с тангенсом необходимо учитывать ограничения на ОДЗ.

С помощью оси тангенсов легко определить знаки по четвертям тригонометрической окружности. Для этого надо взять любую точку на четверти и определить знак тангенса для нее описанным выше способом. У всей четверти знак будет такой же.

Для примера на рисунке нанесены две зеленые точки в I и III четвертях. Для них значение тангенса положительно (зеленые пунктирные прямые приходят в положительную часть оси), значит и для любой точки из I и III четверти значение тангенса будет положительно (знак плюс).
С двумя фиолетовыми точками в II и IV четвертях – аналогично, но с минусом.

– косинусом того же угла: формулой \(1+tg2⁡x=\)\(\frac{1}{cos2⁡x}\) 

– синусом и косинусом того же угла: \(tg⁡\:x=\)\(\frac{sin\:⁡x}{cos⁡\:x}\) 

– котангенсом того же угла: формулой \(ctg⁡\:x=\)\(\frac{1}{tg\:x}\) 
Другие наиболее часто применяемые формулы смотри здесь.

Формулы приведения

Скачать статью {\sqrt{3}}\) \(tg⁡\:(\frac{π}{3})=\sqrt{3}\) \(tg\:⁡2=-2,185…\) Содержание: Аргумент и значение тангенса Аргументом тангенса может б&”,”word_count”:716,”direction”:”ltr”,”total_pages”:1,”rendered_pages”:1}

Источник: http://cos-cos.ru/math/186/

Геометрия. Урок 1. Тригонометрия

Вычисление tg. Прямоугольный треугольник: синус, косинус, тангенс, котангенс угла

Смотрите бесплатные видео-уроки по теме “Тригонометрия” на канале Ёжику Понятно.

-уроки на канале Ёжику Понятно.

страницы:

Тригонометрия в прямоугольном треугольнике

Рассмотрим прямоугольный треугольник. Для каждого из острых углов найдем прилежащий к нему катет и противолежащий.

Синус угла – отношение противолежащего катета к гипотенузе.

sin α = Противолежащий катет гипотенуза

Косинус угла – отношение прилежащего катета к гипотенузе.

cos α = Прилежащий катет гипотенуза

Тангенс угла – отношение противолежащего катета к прилежащему (или отношение синуса к косинусу).

tg α = Противолежащий катет Прилежащий катет

Котангенс угла – отношение прилежащего катета к противолежащему (или отношение косинуса к синусу).

ctg α = Прилежащий катет Противолежащий катет

Рассмотрим прямоугольный треугольник ABC, угол C равен 90°:

sin ∠ A = C B A B

cos ∠ A = A C A B

tg ∠ A = sin ∠ A cos ∠ A = C B A C

ctg ∠ A = cos ∠ A sin ∠ A = A C C B

sin ∠ B = A C A B

cos ∠ B = B C A B

tg ∠ B = sin ∠ B cos ∠ B = A C C B

ctg ∠ B = cos ∠ B sin ∠ B = C B A C

Тригонометрия: Тригонометрический круг

Тригонометрия на окружности – это довольно интересная абстракция в математике. Если понять основной концепт так называемого “тригонометрического круга”, то вся тригонометрия будет вам подвластна. В описании к видео есть динамическая модель тригонометрического круга.

Тригонометрический круг – это окружность единичного радиуса с центром в начале координат. 

Такая окружность пересекает ось х в точках ( − 1 ; 0 ) и ( 1 ; 0 ) , ось y в точках ( 0 ; − 1 ) и ( 0 ; 1 )

На данной окружности будет три шкалы отсчета – ось x, ось y и сама окружность, на которой мы будем откладывать углы.

Углы на тригонометрической окружности откладываются от точки с координатами ( 1 ; 0 ) , – то есть от положительного направления оси x, против часовой стрелки. Пусть эта точка будет называться S (от слова start). Отметим на окружности точку A. Рассмотрим ∠ S O A , обозначим его за α . Это центральный угол, его градусная мера равна дуге, на которую он опирается, то есть ∠ S O A = α = ∪ S A .

Давайте найдем синус и косинус этого угла. До этого синус и косинус мы искали в прямоугольном треугольнике, сейчас будем делать то же самое. Для этого опустим перпендикуляры из точки A на ось x (точка B) и на ось игрек (точка C).

Отрезок OB является проекцией отрезка OA на ось x, отрезок OC является проекцией отрезка OA на ось y.

Рассмотрим прямоугольный треугольник AOB:

cos α = O B O A = O B 1 = O B

sin α = A B O A = A B 1 = A B

Поскольку O C A B – прямоугольник, A B = C O .

Итак, косинус угла – координата точки A по оси x (ось абсцисс), синус угла – координата точки A по оси y (ось ординат).

Давайте рассмотрим еще один случай, когда угол α – тупой, то есть больше 90 ° :

Опускаем из точки A перпендикуляры к осям x и y. Точка B в этом случае будет иметь отрицательную координату по оси x. Косинус тупого угла отрицательный.

Можно дальше крутить точку A по окружности, расположить ее в III или даже в IV четверти, но мы пока не будем этим заниматься, поскольку в курсе 9 класса рассматриваются углы от 0 ° до 180 ° . Поэтому мы будем использовать только ту часть окружности, которая лежит над осью x.

  (Если вас интересует тригонометрия на полной окружности, смотрите видео на канале). Отметим на этой окружности углы 0 ° , 30 ° , 45 ° , 60 ° , 90 ° , 120 ° , 135 ° , 150 ° , 180 ° . Из каждой точки на окружности, соответствующей углу, опустим перпендикуляры на ось x и на ось y.

Координата по оси x – косинус угла, координата по оси y – синус угла.

Пример:

cos 150 ° = − 3 2

sin 150 ° = 1 2

Ещё одно замечание.

Синус тупого угла – положительная величина, а косинус – отрицательная.

Тангенс – это отношение синуса к косинусу. При делении положительной величины на отрицательную результат отрицательный. Тангенс тупого угла отрицательный.

Котангенс – отношение косинуса к синусу. При делении отрицательной величины на положительную результат отрицательный. Котангенс тупого угла отрицательный.

Основное тригонометрическое тождество

sin 2 α + cos 2 α = 1

Данное тождество – теорема Пифагора в прямоугольном треугольнике O A B :

A B 2 + O B 2 = O A 2

sin 2 α + cos 2 α = R 2

sin 2 α + cos 2 α = 1

Тригонометрия: Таблица значений тригонометрических функций

30° 45° 60° 90°
sinα 0 12 22 32 1
cosα 1 32 22 12 0
tgα 0 33 1 3 нет
ctgα нет 3 1 33 0

Тригонометрия: градусы и радианы

Как перевести градусы в радианы, а радианы в градусы? Как и когда возникла градусная мера угла? Что такое радианы и радианная мера угла? Ищите ответы в этом видео!

Тригонометрия: Формулы приведения

Тригонометрия на окружности имеет некоторые закономерности. Если внимательно рассмотреть данный рисунок,

можно заметить, что:

sin 180 ° = sin ( 180 ° − 0 ° ) = sin 0 °

sin 150 ° = sin ( 180 ° − 30 ° ) = sin 30 °

sin 135 ° = sin ( 180 ° − 45 ° ) = sin 45 °

sin 120 ° = sin ( 180 ° − 60 ° ) = sin 60 °

cos 180 ° = cos ( 180 ° − 0 ° ) = − cos 0 °

cos 150 ° = cos ( 180 ° − 30 ° ) = − cos 30 °

cos 135 ° = cos ( 180 ° − 45 ° ) = − cos 45 °

cos 120 ° = cos ( 180 ° − 60 ° ) = − cos 60 °

Рассмотрим тупой угол β:

Для произвольного тупого угла β = 180 ° − α всегда будут справедливы следующие равенства:

sin ( 180 ° − α ) = sin α

cos ( 180 ° − α ) = − cos α

tg ( 180 ° − α ) = − tg α

ctg ( 180 ° − α ) = − ctg α

Тригонометрия: Теорема синусов

В произвольном треугольнике стороны пропорциональны синусам противолежащих углов.

a sin ∠ A = b sin ∠ B = c sin ∠ C

Тригонометрия: Расширенная теорема синусов

Отношение стороны к синусу противолежащего угла равно двум радиусам описанной вокруг данного треугольника окружности.

a sin ∠ A = b sin ∠ B = c sin ∠ C = 2 R

Тригонометрия: Теорема косинусов

Квадрат стороны треугольника равен сумме квадратов двух других сторон минус удвоенное произведение этих сторон на косинус угла между ними.

a 2 = b 2 + c 2 − 2 b c ⋅ cos ∠ A

b 2 = a 2 + c 2 − 2 a c ⋅ cos ∠ B

c 2 = a 2 + b 2 − 2 a b ⋅ cos ∠ C

Примеры решений заданий из ОГЭ

Модуль геометрия: задания, связанные с тригонометрией.

Скачать домашнее задание к уроку 1.

Источник: https://epmat.ru/modul-geometriya/urok-1-trigonometriya/

Синус, косинус, тангенс и котангенс в тригонометрии: определения, формулы, примеры, угол поворота

Вычисление tg. Прямоугольный треугольник: синус, косинус, тангенс, котангенс угла

Тригонометрия – раздел математической науки, в котором изучаются тригонометрические функции и их использование в геометрии. Развитие тригонометрии началось еще во времена античной Греции. Во времена средневековья важный вклад в развитие этой науки внесли ученые Ближнего Востока и Индии. 

Данная статья посвящена базовым понятиям и дефинициям тригонометрии. В ней рассмотрены определения основных тригонометрических функций: синуса, косинуса, тангенса и котангенса. Разъяснен и проиллюстрирован их смысл в контексте геометрии. 

Синус, косинус, тангенс и котангенс. Определения

Изначально определения тригонометрических функций, аргументом которых является угол, выражались через соотношения сторон прямоугольного треугольника.

Определения тригонометрических функций

Синус угла (sin α) – отношение противолежащего этому углу катета к гипотенузе.

Косинус угла (cosα) – отношение прилежащего катета к гипотенузе.

Тангенс угла (tg α) – отношение противолежащего катета к прилежащему.

Котангенс угла (ctg α) – отношение прилежащего катета к противолежащему.

Данные определения даны для острого угла прямоугольного треугольника!

Приведем иллюстрацию. 

В треугольнике ABC с прямым углом С синус угла А равен отношению катета BC к гипотенузе AB.

Определения синуса, косинуса, тангенса и котангенса позволяют вычислять значения этих функций по известным длинам сторон треугольника.

Важно помнить!

Область значений синуса и косинуса: от -1 до 1. Иными словами синус и косинус принимают значения от -1 до 1. Область значений тангенса и котангенса – вся числовая прямая, то есть эти функции могут принимать любые значения.

Угол поворота

Определения, данные выше, относятся к острым углам. В тригонометрии вводится понятие угла поворота, величина которого, в отличие от острого угла, не ограничена рамками от 0 до 90 градусов.Угол поворота в градусах или радианах выражается любым действительным числом от -∞ до +∞. 

В данном контексте можно дать определение синуса, косинуса, тангенса и котангенса угла произвольной величины. Представим единичную окружность с центром в начале декартовой системы координат.

Начальная точка A с координатами (1, 0) поворачивается вокруг центра единичной окружности на некоторый угол α и переходит в точку A1. Определение дается через координаты точки A1(x , y). 

Синус (sin) угла поворота

Синус угла поворота α – это ордината точки A1(x , y). sin α=y

Косинус (cos) угла поворота

Косинус угла поворота α – это абсцисса точки A1(x , y). cos α=х

Тангенс (tg) угла поворота

Тангенс угла поворота α – это отношение ординаты точки A1(x , y) к ее абсциссе. tg α=yx

Котангенс (ctg) угла поворота

Котангенс угла поворота α – это отношение абсциссы точки A1(x , y) к ее ординате. ctg α=xy

Синус и косинус определены для любого угла поворота. Это логично, ведь абсциссу и ординату точки после поворота можно определить при любом угле. Иначе обстоит дело с тангенсом и котангенсом.

Тангенс не определен, когда точка после поворота переходит в точку с нулевой абсциссой (0, 1) и (0, -1). В таких случаях выражение для тангенса tg α=yx просто не имеет смысла, так как в нем присутствует деление на ноль. Аналогично ситуация с котангенсом.

 Отличием состоит в том, что котангенс не определен в тех случаях, когда в ноль обращается ордината точки.

Важно помнить!

Синус и косинус определены для любых углов α.

Тангенс определен для всех углов, кроме α=90°+180°·k, k∈Z (α=π2+π·k, k∈Z)

Котангенс определен для всех углов, кроме α=180°·k, k∈Z (α=π·k, k∈Z)

При решении практических примеров не говорят “синус угла поворота α”. Слова “угол поворота” просто опускают, подразумевая, что из контекста и так понятно, о чем идет речь. 

Опиши задание

Числа

Как быть с определением синуса, косинуса, тангенса и котангенса числа, а не угла поворота?

Синус, косинус, тангенс, котангенс числа

Синусом, косинусом, тангенсом и котангенсом числа t называется число, которое соответственно равно синусу, косинусу, тангенсу и котангенсу в радиан.

Например, синус числа 10π равен синусу угла поворота величиной 10π рад.

Существует и другой подход к определению синуса, косинуса, тангенса и котангенса числа. Рассмотрим его подробнее.

Любому действительному числу t ставится в соответствие точка на единичной окружности с центром в начале прямоугольной декартовой системы координат. Синус, косинус, тангенс и котангенс определяются через координаты этой точки.

Начальная точка на окружности – точка A c координатами (1, 0).

Положительному числу t соответствует точка, в которую перейдет начальная точка, если будет двигаться по окружности против часовой стрелки и пройдет путь t.

Отрицательному числу t соответствует точка, в которую перейдет начальная точка, если будет двигаться по окружности против часовой стрелки и пройдет путь t.

Теперь, когда связь числа и точки на окружности установлена, переходим к определению синуса, косинуса, тангенса и котангенса.

Синус (sin) числа t

Синус числа t – ордината точки единичной окружности, соответствующей числу t. sin t=y

Косинус (cos) числа t

Косинус числа t – абсцисса точки единичной окружности, соответствующей числу t. cos t=x

Тангенс (tg) числа t

Тангенс числа t – отношение ординаты к абсциссе точки единичной окружности, соответствующей числу t. tg t=yx=sin tcos t

Последние определения находятся в соответствии и не противоречат определению, данному в начале это пункта. Точка на окружности, соответствующая числу t, совпадает с точкой, в которую переходит начальная точка после поворота на угол радиан.

Тригонометрические функции углового и числового аргумента

Каждому значению угла α соответствует определенное значение синуса и косинуса этого угла. Также, как всем углам α, отличным от α = 90 ° + 180 ° · k ,   k ∈ Z   ( α = π 2 + π · k ,   k ∈ Z ) соответствует определенное значение тангенса. Котангенс, как сказано выше, определен для всех α, кроме α = 180 ° · k ,   k ∈ Z   ( α = π · k ,   k ∈ Z ). 

Можно сказать, что sin α, cos α, tg α, ctg α – это функции угла альфа, или функции углового аргумента. 

Аналогично можно говорить о синусе, косинусе, тангенсе и котангенсе, как о функциях числового аргумента. Каждому действительному числу соответствует определенное значение синуса или косинуса числа t. Всем числам, отличным от π 2 + π · k ,   k ∈ Z соответствует значение тангенса. Котангенс, аналогично, определен для всех чисел, кроме π · k ,   k ∈ Z.

Основные функции тригонометрии

Синус, косинус, тангенс и котангенс – основные тригонометрические функции.

Из контекста обычно понятно, с каким аргументом тригонометрической функции (угловой аргумент или числовой аргумент) мы имеем дело. 

Связь определений sin, cos, tg и ctg из геометрии и тригонометрии

Вернемся к данным в самом начале определениям и углу альфа, лежащему в пределах от 0 до 90 градусов. Тригонометрические определения синуса, косинуса, тангенса и котангенса полностью согласуются с геометрическими определениями, данными с помощью  соотношений сторон прямоугольного треугольника. Покажем это.

Возьмем единичную окружность с центром в прямоугольной декартовой системе координат. Повернем начальную точку A(1,0) на угол величиной до 90 градусов и проведем из полученной точки A1(x,y) перпендикуляр к оси абсцисс.

В полученном прямоугольном треугольнике угол A1OH равен углу поворота α, длина катета OH равна абсциссе точки A1(x,y).

Длина катета, противолежащего углу, равна ординате точки A1(x,y), а длина гипотенузы равна единице, так как она является радиусом единичной окружности. 

В соответствии с определением из геометрии, синус угла α равен отношению противолежащего катета к гипотенузе. 

sin α=A1HOA1=y1=y

Значит, определение синуса острого угла в прямоугольном треугольнике через соотношение сторон эквивалентно определению синуса угла поворота α, при альфа лежащем в пределах от 0 до 90 градусов.

Аналогично соответствие определений можно показать для косинуса, тангенса и котангенса.

Синус, косинус, тангенс и котангенс: основные формулы

Источник: https://Zaochnik.com/spravochnik/matematika/trigonometrija/sinus-kosinus-tangens-i-kotangens/

Прямоугольный треугольник

Вычисление tg. Прямоугольный треугольник: синус, косинус, тангенс, котангенс угла

В данной статье для вас основная теория по прямоугольному треугольнику, также мы с вами разберём несколько задач. На первый взгляд, число прототипов заданий, представленных в едином банке задач ЕГЭ, несколько пугает – их там более 300 (на момент написания этой статьи). Но практически все задания решаются в два, максимум в три действия. Многие даже в одно. 

Представленные подходы к решению вполне применимы для других типов задач, в которых прямоугольный треугольник является частью другого (данного в условии) треугольника, например равнобедренного. Средства для их решения совершенно одни и те же. Постараюсь акцентировать внимание на базовых свойствах и основных методах, которые необходимы для решения.

Кстати, в большинстве пособий по подготовке к экзамену почему-то встречаются только примеры на решение прямоугольного треугольника, как будто других задач в этом разделе и не существует — странно, конечно. Теперь теория!

Прямоугольный треугольник — это треугольник, в котором один из углов прямой, то есть равен 90 градусов.

Вершина треугольника — точка, в которой сходятся две стороны треугольника.

Сторона треугольника — отрезок соединяющий две вершины треугольника.

Стороны прямоугольного треугольника имеют свои названия.

Гипотенуза — сторона прямоугольного треугольника, которая противоположна прямому углу. На рисунке.

Катеты — стороны прямоугольного треугольника, которые образуют прямой угол.

*Если длины всех трех сторон прямоугольного треугольника являются целыми числами, то такой треугольник называют Пифагоровым треугольником, а длины сторон образуют пифагорову тройку. Самый древний из известных Пифагоровых треугольников — Египетский треугольник, соотношение длин сторон которого 3:4:5.

Признаки равенства прямоугольных треугольников

1. Признак равенства прямоугольных треугольников по двум катетам.

Если два катета одного прямоугольного треугольника соответственно равны двум катетам другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.

2. Признак равенства прямоугольных треугольников по катету и острому углу

Если катет и острый угол одного прямоугольного треугольника соответственно равны катету и острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.

3. Признак равенства по гипотенузе и острому углу

Если гипотенуза и острый угол одного прямоугольного треугольника соответственно равны гипотенузе и острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.

4. Признак равенства прямоугольных треугольников по катету и гипотенузе

Если катет и гипотенуза одного прямоугольного треугольника соответственно равны катету и гипотенузе другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.

Основная теория для решения задач, смотрите здесь =>>>

Основное тригонометрическое тождество — знать его вы должны обязательно и вспомнить в любое время дня и ночи. Можно сказать что это основа для решения задач на прямоугольный треугольник. Формула «красивая» запоминается легко:

Из неё следуют следующие …

Синус в квадрате и косинус в квадрате:

*Их запоминать не нужно, всегда сможете вывести путём простейших преобразований, которые используете в уравнениях.

**Когда речь идёт об использовании этой формулы для решения прямоугольного треугольника, то перед корнем ставиться знак «+», так как углы в этом треугольнике острые, а мы знаем, что синус и косинус острого угла имеет положитльный знак.

Так же из неё получаем две другие необходимые формулы путём деления на квадрат синуса и квадрат косинуса:

Учить эти формулы не нужно, вы всегда их сможете вывести. Признаюсь сам я до сих пор их не выучил, когда нужны, вывожу их, правда устно.

Что ещё? Формулы тангенса и котангенса (выучить не сложно, выводить их будет длительнее, чем вспоминать, они просты):

Понятие синуса, косинуса, тангенса и котангенса в прямоугольном треугольнике

Гипотенуза прямоугольного треугольника  — это сторона, лежащая напротив прямого угла. Катеты — стороны, лежащие напротив острых углов.

Катет а, лежащий напротив угла альфа, называется противолежащим (по отношению к углу альфа). Другой катет b, который лежит на одной из сторон угла а, называется прилежащим.

Синус острого угла в прямоугольном треугольнике — это отношение противолежащего катета к гипотенузе:

Косинус острого угла в прямоугольном треугольнике — отношение прилежащего катета к гипотенузе:

Тангенс острого угла в прямоугольном треугольнике  — отношение противолежащего катета к прилежащему:

Другое (равносильное) определение – тангенсом острого угла называется отношение синуса угла к его косинусу:

Котангенс острого угла в прямоугольном треугольнике  — это отношение прилежащего катета к противолежащему (или, что то же самое, отношение косинуса к синусу):

Без знания представленных определений задачи не решить. Нужно выучить!!! Проработайте определения многократно. Основная проблема в том, что учащиеся спустя время всё-таки  путают в определениях синуса и косинуса — то ли прилежащий катет относится к гипотенузе, то ли противолежащий; в определениях тангенса и котангенса — то ли прилежащий катет относится к противолежащему, то ли наоборот.

По этому поводу обязательно будет статья, как быстро вспомнить эти отношения без ошибки. Постараюсь не затягивать!  Вобще, темы для статей у меня в голове прибывают в геометрической прогрессии. Хочется Вам столько всего выдать, но времени маловато.

Ещё факт, который советую запомнить: синус одного острого угла в прямоугольном треугольнике равен косинусу другого острого угла в нём. И наоборот: косинус одного острого угла в прямоугольном треугольнике равен синусу другого.

Итого: основные соотношения для синуса, косинуса, тангенса и котангенса, которые пригодятся  при решении задач:

 Вывод: зная любые две стороны, мы можем найти третью сторону треугольника. Мой вам совет — каким бы не стоял вопрос, но если в задаче на прямоугольный треугольник даны две стороны, сразу же находите третью, пригодится однозначно. Зная все три стороны, вы без труда найдёте значение любой тригонометрической функции (и любой угол).

В треугольнике АВС угол С равен 900, . Найдите tg A.

Если в условии нет данных о сторонах и углах, а есть только тригонометрические функции, то пользуйтесь формулами:

Сразу видно, что можно использовать формулу:

Остаётся из основного тригонометрического тождества sin2A + cos2A = 1 найти cosA:  

Таким образом:

Ответ: 0,25

Дан прямоугольный треугольник АВС, угол C равен 900, . Найдите tg В.

Здесь необходимо найти тангенс другого острого угла. Как быть?

Воспользуемся формулой тангенса:

Мы знаем, что в прямоугольном треугольнике синус одного острого угла равен косинусу другого острого угла, и наоборот, то есть:

Найдём sin B.

Из основного тригонометрического тождества sin2A + cos2A = 1 найдём cos A:

Значит

Таким образом:

Ответ: 0,25

Дан прямоугольный треугольник АВС, угол C равен 900, tg A = 7/24. Найдите sin A.

Используем формулу:

Из неё мы без труда найдём cos2A, а далее используя формулу основного тригонометрического тождества sin2A + cos2A = 1, сможем определить синус:

Вычислим sin A:

Ответ: 0,28

*Обратите внимание, что мы вычислили не косинус, а квадрат косинуса, так как далее для вычислений нам нужен именно квадрат.

Дан прямоугольный треугольник АВС, C равен 900, АВ = 8, sin A = 0,5. Найдите BC.

Здесь нам дана сторона (гипотенуза) и синус угла.

Задача в одно действие, используется определение синуса:

Ответ: 4

Дан прямоугольный треугольник АВС, C равен 900, АВ = 7,  tg = . Найдите ВC.

В данной задаче через функцию тангенса мы можем выразить только катеты, но они нам неизвестны. Поэтому выразим её через функцию косинуса. Далее по определению косинуса, мы сможем найти АС, а затем по теореме Пифагора найдём ВС. Итак:

Следовательно:

По определению косинуса cos A = AC/АВ, значит можем найти АС:

Далее по теореме Пифагора вычислим ВС: 

Таким образом,  ВС = 4.  

Ответ: 4

Дан прямоугольный треугольник АВС, угол C равен 900, АС = 24, ВС = 7.  Найдите sin A.

Мы уже говорили, что если в задаче известны две стороны, то лучше сразу найти третью сторону по теореме Пифагора. Зная все три стороны в прямоугольном треугольнике,  мы всегда без труда найдём значение любой тригонометрической  функции любого угла. 

По теореме Пифагора:

По определению синуса:

Ответ: 0,28

Дан прямоугольный треугольник АВС, угол C равен  900, ,  sin A = 11/14. Найдите AB.

По определению косинуса  cos A = АС/АВ, значит:

Сторона АС нам известна, найдём cos A.

Из основного тригонометрического тождества:

Таким образом:

Ответ: 28

Если вы найдёте более рациональные пути решения подобных задач, это будет замечательно, я лишь преследовал цель показать вам основные приёмы и необходимые формулы. Способов решения каждой подобной задачи на самом деле, не менее трёх.

Решите самостоятельно:

Посмотреть решения: 27217, 27219, 27220, 27226, 27228, 27231, 27232, 27236, 27240, 27243, 27251, 27246, 27255.

В будущем мы так же будем разбирать и другие задачи на решение прямоугольного треугольника отличные от предоставленных, но теории уже касаться не буду. Надеюсь, материал был вам полезен.

С уважением, Александр Крутицких.

P.S: Буду благодарен Вам, если расскажете о сайте в социальных сетях.

Категория: Решение треугольников | ЕГЭ-№6ТреугольникПодготовка к ОГЭ по математике. Полный курс!

Полный курс по РУССКОМУ ЯЗЫКУ!

ПРЕМИУМ-КУРС по математике на 100 баллов!

Замучили боль и скованность в мышцах спины?

*Нажимая на кнопку, я даю согласие на рассылку, обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.

Источник: https://matematikalegko.ru/praymougolni-treugolnik/pryamougolnyj-treugolnik.html

О законе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: