Тригонометрические функции числового аргумента
Основным тригонометрическим тождеством в русскоязычных учебниках математики называют соотношение sin 2 α + cos 2 α = 1
Мы рассмотрели самые основные тригонометрические функции (не обольщайтесь помимо синуса, косинуса, тангенса и котангенса существует еще целое множество других функций, но о них позже), а пока рассмотрим некоторые основные свойства уже изученных функций.
Тригонометрические функции числового аргумента
Какое бы действительное число t ни взять, ему можно поставить в соответствие однозначно определенное число sin(t). Правда, правило соответствия довольно сложное и заключается в следующем.
Чтобы по числу t найти значение sin(t), нужно:
- расположить числовую окружность на координатной плоскости так, чтобы центр окружности совпал с началом координат, а начальная точка А окружности попала в точку (1; 0);
- на окружности найти точку, соответствующую числу t;
- найти ординату этой точки.
- эта ордината и есть искомое sin(t).
Фактически речь идет о функции s = sin(t), где t — любое действительное число. Мы умеем вычислять некоторые значения этой функции (например, sin(0) = 0, \( sin \frac {\pi}{6} = \frac{1}{2} \) и т.д.), знаем некоторые ее свойства.
Точно так же мы можем считать, что уже получили некоторые представления еще о трех функциях: s = cos(t) s = tg(t) s = ctg(t) Все эти функции называют тригонометрическими функциями числового аргумента t.
Связь тригонометрических функций
Как вы, надеюсь, догадываетесь все тригонометрические функции связаны между собой и даже не зная значение одной, ее можно найти через другое.
К примеру, самая главная формула, из всей тригонометрии — это основное тригонометрическое тождество:
\[ sin^{2} t + cos^{2} t = 1 \]
Как видите, зная значение синуса можно найти значение косинуса, и также наоборот. Также очень распространенные формулы, связывающие синус и косинус с тангенсом и котангенсом:
\[ \boxed {\tan\; t=\frac{\sin\; t}{\cos\; t}, \qquad t \neq \frac{\pi}{2}+ \pi k} \]
\[ \boxed {\cot\; t=\frac{\cos\; }{\sin\; }, \qquad t \neq \pi k} \]
Из двух последних формул можно вывести еще одно тригометрическое тождество, связывающее на этот раз тангенс и котангенс:
\[ \boxed {\tan \; t \cdot \cot \; t = 1, \qquad t \neq \frac{\pi k}{2}} \]
Теперь давайте посмотрим, как эти формулы действуют на практике.
ПРИМЕР 1. Упростить выражение: а) \( 1+ \tan^2 \; t \), б) \( 1+ \cot^2 \; t \)
а) В первую очередь распишем тангенс, сохраняя квадрат:
\[ 1+ \tan^2 \; t = 1 + \frac{\sin^2 \; t}{\cos^2 \; t} \]
Далее нам нужно избавиться от единицы, а это по основному тригонометрическому тождеству:
\[ 1 + \frac{\sin^2 \; t}{\cos^2 \; t}= \sin^2\; t + \cos^2 \; t + \frac{\sin^2 \; t}{\cos^2 \; t} \]
Теперь введем все под общий знаменатель, и получаем:
\[ \sin^2\; t + \cos^2 \; t + \frac{\sin^2 \; t}{\cos^2 \; t} = \frac{\cos^2 \; t + \sin^2 \; t}{\cos^2 \; t} \]
Ну и наконец, как мы видим числитель можно по основному тригонометрическому тождеству сократить до единицы, в итоге получаем: \[ 1+ \tan^2 \; = \frac{1}{\cos^2 \; t} \]
б) С котангенсом выполняем все те же самые действия, только в знаменателе будет уже не косинус, а синус и ответ получится таким:
\[ 1+ \cot^2 \; = \frac{1}{\sin^2 \; t} \]
Выполнив данное задание мы вывели еще две очень важные формулы, связывающие наши функции, которые тоже нужно знать, как свои пять пальцев:
\[ \boxed {1+ \tan^2 \; = \frac{1}{\cos^2 \; t}, \qquad t \neq \frac{\pi}{2}+ \pi k} \]
\[ \boxed {1+ \cot^2 \; = \frac{1}{\sin^2 \; t}, \qquad t \neq \pi k} \]
Все представленные в рамках формулы вы должны знать наизусть, иначе дальнейшее изучение тригонометрии без них просто невозможно. В дальнейшем будут еще формулы и их будет очень много и уверяю все их вы точно будете запоминать долго, а может и не запомните, но эти шесть штук должны знать ВСЕ!
