§18 Соотношения между тригонометрическими функциями одного аргумента. Формулы приведения
По известному значению одной из тригонометрических функций некоторого фиксированного значения аргумента могут быть найдены значения остальных тригонометриче- ских функций. При этом применяются основные тригоно- метрические тождества:
cos 2 x
tg x
sin x , cos x
x n ,
2
n Z;
(1)
(2)
ctg x
tg x
1
cos x , sin x
x k ,
2
k Z;
(3)
(4)
(5)
cos 2 x
1 sin 2 x
2
(6)
Тождество (1) следует из того, что cos x и sin x яв- ляются абсциссой и орди-
метрической окружности (см. [7] и рис. 11). Дейст-
x вительно, так как радиус этой окружности равен 1, то сумма квадратов
координат точки на 1.
Pt рав-
Тождества (2) и (3)
выражают определения тангенса и котангенса. Тождество (4) получается из (2) и (3) при их почленном перемножении.
Докажем тождество (5), при этом будем использовать тожде- ства (2) и (1):
1 .
Тождество (6) доказывается аналогично.
Пример. Известно, что ти sin x, tg x, ctg x .
cos x
12 , причём
13
x 3 . Най-
2
Решение. Так как аргумент принадлежит промежутку
(третьей четверти, если воспользоваться тригонометрической ок- ружностью), то из (1) получим:
sin x
тогда из (2) и (3)
tg x 5 , ctg x 12 .
12 5
Формулы приведения
Формулами приведения называют такие формулы, кото- рые служат для упрощения тригонометрических функций от
аргументов вида k .
Все формулы приведения можно получить, применяя тео- ремы сложения для тригонометрических функций, или по свойствам периодичности этих функций.
Перечислим формулы приведения для синуса, беря
k
Докажем, например, третью из этих формул. Для этого используем одну из теорем сложения: sin(
Оставшиеся семь формул доказываются аналогично (при доказательстве седьмой и восьмой можно использовать, что 2
— период синуса). Все остальные формулы приведения для синуса сводятся к этим восьми, при этом используется свой- ство периодичности синуса. Например,
sin
Аналогично обстоит дело с формулами приведения для косинуса, тангенса и котангенса. Приведём основные из них:
tg ctg , tg
2 2
ctg , k,
tg( )
tg ,
tg( ) tg , k; 2
Чтобы составить любую из формул приведения, нужно иметь в виду, что упрощаемая тригонометрическая функция
f k приводится к тригонометрической функции от
2
, перед которой ставится знак или знак ; нужно лишь знать, каким будет название функции и какой знак перед ней
поставить. Это определяется при помощи мнемонического правила, которое состоит в следующем:
если k четно, то название функции не меняется, если же k не- чётно, то название функции меняется на сходное ( т. е. " синус" на "косинус" и наоборот, "тангенс" — на "котангенс" и на- оборот):
в предположении, что 0 , определяют, в какой четвер-
ти лежит точка
P , выясняют, какой знак имеет упрощаемая функ-
k
2
ция f в этой четверти, и ставят этот знак перед полученным ре- зультатом.
Пример. Упростить выражение cos .
Решение. Так как k — нечётное, то название функции меня-
ется на сходное, т. е . с " косинуса" на " синус". А так как
число 9
2
переходит при отображении наматывания в
точку, лежащую во второй координатной четверти (в пред-
положении, что 0 ), причём знак косинуса во второй чет-
2
верти отрицательн ый, то перед полученным результ атом
нужно поставить знак "минус". Итак, cos .
Ответ: .
Достарыңызбен бөлісу: |