Как на ЕГЭ нарисовать окружность с помощью линейки без циркуля?
На ЕГЭ и ОГЭ запрещено брать циркуль, но обычную деревянную линейку взять можно.
Что необходимо сделать:
1. В линейке заранее просверливаем несколько отверстий на нужном вам расстоянии.
2. Берём на экзамен эту линейку и две чёрные ручки, желательно капиллярные у них стержень тоньше и длиннее.
3. Перед экзаменом стоит несколько раз потренироваться рисовать окружности.
4. Рисуем ровные окружности на экзамене.
Как строить чертежи в задачах по стереометрии
Мы рассказали о том, что такое параллельное проецирование и как строить чертежи объемных тел. Однако часто бывает так, что вы построили чертеж — и непонятно, что делать дальше. На чертеже ничего хорошего не видно. Почему?
Не спешите обвинять себя в отсутствии пространственного мышления. Может быть, просто ракурс выбран неудачно.
Очень важно, чтобы объемное тело на вашем чертеже выглядело действительно объемным, а не складывалось, как зонтик. Следите, чтобы одна грань не накладывалась на другую, а непараллельные отрезки (например, ребро куба и его диагональ) не совпадали.
Приведем примеры удачных и неудачных чертежей.
Мы рисуем чертеж крупным, чтобы на нем всё было хорошо видно. Не стоит, как «лучший в мире рисовальщик петухов» Карлсон, изображать крошечного одинокого петушка (или малюсенький кубик) в углу тетради.
Видимые линии изображаем сплошными, невидимые — штриховыми. Если вы решаете задачу векторно-координатным методом, ставьте рядом с точками их координаты. Это удобно.
Иногда одного чертежа недостаточно. Чаще всего для решения задач по стереометрии, кроме «объемного» чертежа, нужен один или несколько плоских.
Теория и практика окружности
Свойство касательных.
Свойства касательных и секущих.
Площадь, сектор, длина окружности.
Задачи на окружности.
По статистике окружности никто не любит, но при этом леденец любим, солнце любим, давай и окружность полюбим!
Окружность − геометрическое место точек плоскости, равноудаленных от одной ее точки (центра). На рисунке центр − точка О.
В окружности может быть проведено 3 типа отрезка:
Отрезок, проходящий через две точки окружности, но не через центр, называют хордой (AB).
Хорда, проходящая через центр окружности, называется диаметром (самая большая хорда в окружности − диаметр (D)).
Радиус − отрезок, соединяющий центр окружности с точкой на окружности. Диаметр в два раза больше радиуса (R).
А также две прямые снаружи от окружности:
Касательная имеет одну общую точку с окружностью. Сразу стоит сказать о том, что радиус, проведенный в точку касания, будет иметь с касательной угол 90°.
Секущая пересекает окружность в двух точках, внутри окружности получается хорда или, в частном случае, диаметр.
Теперь чуть-чуть об углах и дугах:
Вписанный угол — угол, вершина которого лежит на окружности, а стороны пересекают ее. Он в два раза меньше дуги, на которую опирается.
Центральный угол — это угол, вершина которого находится в центре окружности, равен дуге на которую опирается.
Вписанные углы, опирающиеся на одну дугу, равны между собой (β=β=α/2) и равны половине дуги, на которую опираются.
Градусная мера дуги – величина в °, соответствует центральному углу. Длина дуги равна α.
А вот такой угол НЕвписанный, такой угол «никто и звать никак».
Можно сделать вывод, что вписанный угол, который опирается на половину дуги окружности, будет прямым, а также будет опираться на диаметр:
Любая пара углов, опирающихся на одну и ту же хорду, вершина которых находится по разные стороны от хорды, составляет в сумме 180°.
Запишем основные свойства углов в окружности:
Нашел что-то общее?
Если угол находится вне окружности, без разницы, чем он получен (касательной или секущей), то найти его можно через половину разности дуг.
Если угол находится внутри окружности, то находим его через полусумму дуг.
Если есть одна дуга, которая находится на требуемом угле, то угол равен половине этой дуги.
Для любых двух хорд, проходящих через некоторую точку О, выполняет равенство:
Для любых двух секущих, проходящих через некоторую точку O, выполняется равенство:
Согласен, что они похожи, особенно если не смотреть на картинки.
Как не перепутать такие равенства? В каждом отрезке должна присутствовать точка, вне окружности (О).
Если из точки, лежащей вне окружности, проведены касательная и секущая:
Аналогично в каждом отрезке присутствует точка, вне окружности (О).
Если теперь провести две касательные из точки O, то получим такие равные отрезки:
Касательные равны, как, сообственно, и радиусы!
Площадь и длина окружности находятся по формуле:
По своему определению число π показывает, во сколько раз длина окружности больше диаметра, отсюда такая формула: L = πD
Если хочешь вывести площадь круга, можешь проинтегрировать длину окружности относительно R или вывести зависимость, как сделал Архимед!
Задача №1. Дано на рисунке:
Достаточно вспомнить свойства центральных и вписанных углов.
Ответ: 39°
Задача №2. Дано на рисунке:
Найти нужно меньшую дугу BD
Ответ: 100°
Задача №3. Дано на рисунке:
Найти меньшую дугу ВС
Ответ: 114°
Задача №4. Дано на рисунке:
Найти отрезок МК
Ответ: МК = 15.
Задача №5. Дано на рисунке:
Попробуй найти подобные треугольники
Ответ: 6
Задача №5. Дано на рисунке:
Без свойства секущей и касательной здесь будет тяжело
Ответ: 12√7.
Я могу долго тебе показывать, как решать задачи, но без твоих усилий ничего не выйдет.
О треугольниках
О четырехуголниках
p.s. Не бойся ошибаться и задавать вопросы!
Если нашел опечатку, или что-то непонятно − напиши.
источники:
http://ege-study.ru/ru/ege/materialy/matematika/kak-stroit-chertezhi-v-zadaniex-po-stereometrii/
http://ik-study.ru/ege_math/tieoriia_i_praktika_okruzhnosti
На ЕГЭ и ОГЭ запрещено брать циркуль, но обычную деревянную линейку взять можно.
Что необходимо сделать:
1. В линейке заранее просверливаем несколько отверстий на нужном вам расстоянии.
2. Берём на экзамен эту линейку и две чёрные ручки, желательно капиллярные у них стержень тоньше и длиннее.
3. Перед экзаменом стоит несколько раз потренироваться рисовать окружности.
4. Рисуем ровные окружности на экзамене.
Можно ли брать циркуль на егэ по математике
Как на ЕГЭ нарисовать окружность с помощью линейки без циркуля?
На ЕГЭ и ОГЭ Запрещено брать циркуль, но обычную деревянную Линейку взять Можно.
Что необходимо сделать:
1. В линейке заранее Просверливаем несколько отверстий на нужном вам расстоянии.
2. Берём на экзамен эту Линейку и Две чёрные ручки, желательно капиллярные у них стержень тоньше и длиннее.
3. Перед экзаменом стоит несколько раз Потренироваться рисовать окружности.
4. Рисуем ровные окружности на экзамене.
Перед экзаменом стоит несколько раз потренироваться рисовать окружности.
Ege314.ru
28.10.2020 6:09:43
2020-10-28 06:09:43
Источники:
Как на ЕГЭ нарисовать окружность с помощью линейки без циркуля?
Можно ли брать циркуль на Огэ по математике? Спецтехника » /> » /> .keyword { color: red; } Можно ли брать циркуль на егэ по математике
Можно ли брать циркуль на Огэ по математике
Можно ли брать циркуль на Огэ по математике?
Что можно на ЕГЭ/ОГЭ по математике? На ЕГЭ по математике таким оборудованием считается линейка. Никакой другой инструмент брать нельзя (даже циркуль: он потенциально опасен).
Можно ли брать карандаш на Огэ по математике?
Из дополнительных материалов вам предоставят только орфографический словарь. Карандаш, линейка, калькулятор. Линейка, формулы вычисления корней квадратного уравнения, n-го члена арифметической и геометрической прогрессии, таблица квадратов двузначных чисел, а также некоторые геометрические формулы.
Что можно взять с собой на Огэ по математике 2021?
Что можно взять с собой на ОГЭ
Дисциплина ОГЭ
Химия | Таблицы: Менделеева, растворимости, ЭХРНМ (с электрохимическим рядом напряжений металлов), а также непрограммируемый калькулятор, экспериментальное оборудование. |
Математика | Справочники с базовыми формулами, линейка. |
Средства обучения и воспитания
Что входит в справочные материалы Огэ по математике?
Справочные материалы ОГЭ по математике
Участникам разрешается использовать Справочные материалы, содержащие основные формулы курса Математики, выдаваемые вместе с работой. Разрешается использовать линейку, угольник, иные шаблоны для построения геометрических фигур.
Можно ли брать с собой калькулятор на Огэ по математике?
Можно пользоваться непрограммируемым Калькулятором. Непрограммируемый Калькулятор должен обеспечивать арифметические вычисления (сложение, вычитание, умножение, деление, извлечение корня) и вычисление тригонометрических функций (sin, cos, tg, ctg, arcsin, arcos, arctg).
Что можно брать с собой на Огэ по русскому языку?
— документ, удостоверяющий личность; — средства обучения и воспитания, перечень которых определяется Министерством образования и науки Российской Федерации по учебным предметам; — лекарства и питание (при необходимости); — специальные технические средства (для обучающихся детей-инвалидов и инвалидов).
Что можно брать на Огэ по математике 2020?
На ОГЭ по математике учащимся разрешено с собой Брать:
- ручку (карандаш не потребуется); справочный материал (таблицы квадратов, основные формулы по темам: «квадратное уравнение», «квадратный трехчлен», «арифметическая и геометрическая прогрессии»); линейку.
Что можно брать с собой на экзамен по математике?
Единственное, Что можно взять на экзамен по математике — это линейка. Никакие другие чертежные приборы на ЕГЭ приносить нельзя. Ни в коем случае нельзя Брать калькулятор.
…
На какие Экзамены можно брать калькулятор
Можно ли приносить линейку на егэ по математике?
Разрешено использование непрограммируемого калькулятора, Линейки и транспортира. Непрограммируемый калькулятор должен обеспечивать арифметические вычисления (сложение, вычитание, умножение, деление, извлечение корня) и вычисление тригонометрических функций (sin, cos, tg, ctg, arcsin, arcos, arctg).
Какие справочные материалы дают на егэ по математике?
Справочные материалы, выдаваемые на экзамене
- Алгебра Формулы сокращенного умножения Модуль числа Степень с действительным показателем Корень n-ой степени из числа Логарифмы Арифметическая прогрессия Геометрическая прогрессия … Геометрия Треугольник Четырехугольники Окружность и круг Призма Пирамида Усеченная пирамида
Можно ли калькулятор на егэ по математике 2021?
На ЕГЭ по математике можно будет пользоваться только линейкой, не содержащей дополнительной справочной информации, а на физике — такой же линейкой и обычным непрограммируемым Калькулятором, который может вычислять тригонометрические функции, но не имеет доступа в интернет или к базам данных.
Что можно на Огэ по химии?
Вне зависимости от уровня сложности экзамена, на ОГЭ по химии учащимся разрешено брать с собой:
Можно ли брать циркуль на Огэ по математике?
Что можно на ЕГЭ/ОГЭ по математике? На ЕГЭ по математике таким оборудованием считается линейка. Никакой другой инструмент брать нельзя (даже циркуль: он потенциально опасен).
Из дополнительных материалов вам предоставят только орфографический словарь. Карандаш, линейка, калькулятор. Линейка, формулы вычисления корней квадратного уравнения, n-го члена арифметической и геометрической прогрессии, таблица квадратов двузначных чисел, а также некоторые геометрические формулы.
Ни в коем случае нельзя брать калькулятор.
Mzoc. ru
01.11.2019 13:35:36
2019-11-01 13:35:36
Источники:
Https://mzoc. ru/zapchasti-i-rashodniki/mozhno-li-brat-tsirkul-na-oge-po-matematike. html
Можно ли брать циркуль на ЕГЭ? » /> » /> .keyword { color: red; } Можно ли брать циркуль на егэ по математике
Можно ли брать циркуль на ЕГЭ
Можно ли брать циркуль на ЕГЭ?
На ЕГЭ по математике циркуль брать запрещается. Ведь фактически он может стать холодным оружием в руках перенервничавшего на экзаменах выпускника, мало ли, от греха подальше.
Поэтому окружности придется рисовать от руки, лучше заранее потренироваться дома, чтобы она была действительно похожа на окружность, а не на кракозябру.
А вот линейку можно взять с собой на ЕГЭ.
Если прочитать список разрешенных предметов, которые можно взять с собой на ЕГЭ, то сразу понятно, что циркуля в нем нет.
Нередко в математических заданиях необходимо нарисовать окружности, школьников учат заранее рисовать их без циркуля.
Да и в задании не оценивают четкость рисования круга, то, что необходимо высчитать, все можно сделать при помощи линейки и знания формул.
Поэтому ответ — нет, нельзя брать циркуль на ЕГЭ.
Что есть у циркуля — острие, такое острое, что можно не только проткнуть им лист бумаги, но и парту, а так же и кожу.
Возможно, одна из причин, почему нельзя циркуль на ЕГЭ, ведь на него шпаргалок не накрутить, именно та, что он острый и опасный, почти как оружие.
Дети, приходящие сдавать экзамен, накручены, нервны, кто может поручиться, что от осознания того, что ЕГЭ выходит на низший балл, потому что нечего писать в ответах, ребенок не возьмется за циркуль? И не применит его на себя, на окружающих? И если не прямо за партой, то не припрячет и не выйдет с ним в туалет?
Да и не в каждом задании указано — нарисуйте окружность. Если нарисовать ее неровно, не будут придираться, потому что ответ решения нужен не графический, а математический, записанный.
Ведь фактически он может стать холодным оружием в руках перенервничавшего на экзаменах выпускника, мало ли, от греха подальше.
Www. bolshoyvopros. ru
05.06.2017 11:30:01
2017-06-05 11:30:01
Источники:
Http://www. bolshoyvopros. ru/questions/2961833-mozhno-li-brat-cirkul-na-ege. html
Окружность на ЕГЭ и ОГЭ — сложно. Все потому, что эта фигура не похожа на остальные: у неё нет углов и сторон, зато есть совсем другие элементы. В этой статье мы подробно поговорим про элементы окружности, углы, отрезки и прямые, которые с ней связаны, а также обсудим длину окружности и площадь круга. Ну и разберем основные задания ЕГЭ и ОГЭ, конечно же!
Для начала давайте разберёмся, что же такое окружность. Окружность — это замкнутая линия, состоящая из множества точек, которые равноудалены от центра окружности. Основной элемент окружности — это радиус, он соединяет центр с любой точкой на окружности.
Углы у окружности на ЕГЭ и ОГЭ
У окружности есть 2 вида углов:
- вписанные (их вершина лежит на окружности);
- центральные (тут всё понятно из названия, у них вершина в центре окружности).
Расположение и свойства углов в окружности можно увидеть на схеме ниже:
Давайте отработаем это на практике:
Решение
Можно заметить, что угол АСВ — вписанный и опирается на дугу АВ, соответственно, центральный угол АОD, опирающийся на ту же дугу будет в 2 раза больше, то есть 70 градусов. Теперь рассмотрим развёрнутый угол ВОD, он состоит из углов АОВ и АОD. Градусная мера развёрнутого угла 180 градусов, следовательно искомый угол АОD будет равен 180 – 70 = 110 градусов.
Отрезки и прямые в окружности на ЕГЭ и ОГЭ
Теперь рассмотрим отрезки и прямые в окружности. Приготовьтесь, их будет много!
Есть хорда — это отрезок, который соединяет 2 любые точки на окружности. Если хорда пройдёт через центр окружности, то она превратится в диаметр. Кстати, если внимательно посмотреть, то можно увидеть, что диаметр — это 2 радиуса!
Теперь продлим хорду в обе стороны за пределы окружности, получим прямую, которая переСЕКает нашу окружность, отсюда и её название — секущая. Можно заметить, что секущая имеет 2 общих точки пересечения с окружностью. А ещё мы можем провести прямую так, чтобы она имела с окружностью только 1 точку пересечения, то есть касалась её, такая прямая будет называться касательная.
Подробнее со свойствами касательной и секущей можно ознакомиться на рисунке:
Рассмотрим на примерах заданий про окружность в ЕГЭ и ОГЭ:
4 теоремы про окружность в ЕГЭ и ОГЭ
Теперь я предлагаю ознакомиться с теоремами, которые появляются в комбинациях различных прямых и отрезков в окружности.
Теорема № 1: теория и задания из ЕГЭ и ОГЭ
Первая теорема про хорду и касательную звучит так:
Угол между касательной и хордой равен половине дуге, которую стягивает хорда.
Подробнее с выведением вы можете ознакомиться на рисунке:
Однако хочу обратить ваше внимание, что если вы просто запомните формулировку, то многие задачи на окружность в ЕГЭ и ОГЭ покажутся вам супер-простыми и будут решаться в 1 действие. Давайте в этом убедимся:
Вот так просто и быстро в 1 действие мы справились с задачей. Правда здорово?!
Теорема № 2: теория и задания из ЕГЭ и ОГЭ
А теперь давайте посмотрим на одну из моих самых любимых теорем. А любимая она, потому что без неё некоторые задачи кажутся практически нерешаемыми, а с ней их можно решить быстро и просто! Звучит она так:
Квадрат касательной равен произведению секущей на её внешнюю часть.
Я советую запоминать именно словесную формулировку, так как чертежи и буквы на них могут быть разными, и есть риск всё перепутать.
Наглядно познакомиться с теоремой можно на рисунке ниже:
И конечно же давайте отработаем на практике!
Если бы мы не знали ту теорему, которую только что прошли, то было бы много версий, как можно решить задачу. Кто-то начал бы строить радиус к касательной и рассматривать треугольники, а кто-то просто не стал бы решать, однако у нас есть формула: давайте её используем!
Решение:
Теорема № 3: теория и задания из ЕГЭ и ОГЭ
Если вы ещё не устали от теорем, то давайте познакомимся с ещё одной, которая связывает хорду с диаметром (радиусом).
Эта теорема интересна тем, что работает в обе стороны:
Конечно же я не могу оставить вас без тренировки, поэтому посмотрим на следующую задачу:
Теорема № 4: пересекающиеся хорды
Последнее, с чем я вас познакомлю в контексте прямых и отрезков в окружности будет свойство пересекающихся хорд:
Произведения отрезков пересекающихся хорд равны.
Для наглядности отрезки выделены разными цветами, так вам будет проще запомнить свойство.
А теперь отработаем его на практике:
Длина окружности и площадь круга
Вот мы и подошли с вами к самому интересному, формулам длины окружности и площади круга, давайте их запишем:
Эти формулы очень походы, в них есть двойка, число Pi и радиус, однако можно заметить, что у формулы длины окружности двойка слева, а у площади круга справа в степени.
Так как же их не путать? Очень просто: запомните, что вторая степень (или квадрат) должна быть у площади, значит двойка слева будет у длины.
Давайте это закрепим:
Вот так просто и быстро мы закрепили сразу обе формулы.
Как находить площадь и длину дуги сектора круга: задачи
А теперь перейдём к самому интересному — нахождению площади и длины дуги сектора круга. Многие ученики думаю, что это сложно, но на самом деле это не так. Я предлагаю записать 2 коротких алгоритма, с помощью которых вы сможете легко найти площадь или длину дуги сектора.
И конечно же давайте закрепим эти алгоритмы на практике:
Теперь вы умеете решать задания на поиск площади сектора. Согласитесь, что с алгоритмом всё намного понятнее и проще?
Что нужно иметь в виду для ЕГЭ и ОГЭ
На самом деле это всё, что я хотела вам рассказать в данной статье. Давайте ещё раз повторим, что вы узнали.
- Сначала мы познакомились с понятием окружность, потом посмотрели, какие бывают углы в окружности.
- Затем увидели множество отрезков и прямых в окружности, записали их свойства, а также несколько теорем с ними.
- В завершение мы поговорили про длину окружности, площадь круга, а также поиск площади и длины дуги сектора.
Самое ценное, что всю теорию мы закрепили на реальных заданиях из ОГЭ и ЕГЭ. Конечно, это далеко не всё, что вам может встретиться. Если вы хотите хорошо разбираться в окружности и в других темах, которые встречаются на экзаменах, записывайтесь на наши курсы подготовки к ОГЭ и ЕГЭ. На них мы подробно изучаем всю теорию, решаем много заданий, запоминаем удобные лайфхаки и решаем пробные экзамены, чтобы не стрессовать на реальном. Присоединяйтесь!
Как на ЕГЭ нарисовать окружность с помощью линейки без циркуля?
На чтение 1 мин Просмотров 1 Опубликовано 5 марта, 2023
Как на ЕГЭ нарисовать окружность с помощью линейки без циркуля? Решение и ответы на задачи на официальном сайте источника онлайн.
На ЕГЭ и ОГЭ нельзя брать циркуль. Зато линейку взять можно! Рисуем окружность с помощью двух гелевых ручек и деревянной линейки. Предварительно необходимо просверлить отверстии на нужном расстоянии.
Варианты ответов и решение задачи ТУТ: https://ege314.ru/informatsiya/kak-na-ege-narisovat-okruzhnost-s-pomoshhyu-linejki-bez-tsirkulya/
Ответы и решение задачи онлайн
Оставляйте комментарии на сайте, обсуждайте их решения и ответы, предлагайте альтернативные варианты ответов.
Построение тригонометрической окружности
А теперь сделай вот что: возьми-ка в руки циркуль и нарисуй любую (самую любую, но лучше достаточно немаленькую) окружность.
Получилось?
Ну да ладно, задачка не самая сложная. Так, ты не потерял ту точку, в которой у тебя был центр (куда ты прикладывал острую ножку циркуля)? Я вот у себя потерял, растяпа! Ну ладно, найду!
А что пока делать тебе?
А вот что: проведи через эту точку две линии, которые пересекаются «прямым крестиком», то есть под прямым углом. И пусть их точка пересечения – это центр (который ты не потерял!) окружности.
Нарисовал? У меня получилось что-то вроде вот этого.
Правда я чуть-чуть поторопился и сразу «обозвал» эти прямые ( displaystyle x) и ( displaystyle y) и точку пересечения через ( displaystyle O).
А что такое в таком случае ( displaystyle R)?
Это радиус нашей окружности.
Как называлась наша тема? Единичная окружность.
Тогда будем считать ( но не будем так рисовать!), что ( displaystyle R=1 ).
А рисовать мы так не будем, потому что на такой крошечной картинке ты ничего не разберешь! Ты же понимаешь, что когда инженеры проектируют самолеты, скажем, они не рисуют его в натуральную величину?
Так и мы не будем рисовать единичную окружность в самом деле единичной. Это нам нужно исключительно для удобства.
Теперь отмечаем: ( displaystyle OR=1). Что же мы с тобой на самом деле сделали? А вот что:
Мы поместили нашу окружность в систему координат ( displaystyle mathbf{X0Y}), сделав центр окружности началом координат!
Это позволит изучать свойства такой окружности уже не с геометрической, а с математической точки зрения. Этот подход был придуман хитрым математиком и философом Рене Декартом еще в 17 веке!
Перегнать фигуру в цифры, каково, а?
Но допустим, мы поместили нашу окружность в координаты. В скольких точках она пересекается с осями системы координат?
В четырех. Вот они:
Эти точки ( displaystyle left( A; B; C; D right)) имеют координаты:
( displaystyle Aleft( 1,0 right)); ( displaystyle Bleft( 0,1 right)); ( displaystyle Cleft( -1;0 right)); ( displaystyle Dleft( 0;-1 right)).
Теперь вспомни, как называются области, на которые этот «координатный крестик» делит всю плоскость?
Они называются координатные четверти.
Тогда посмотри на рисунок. Наша окружность тоже оказалась разрезанной на 4 равные дольки. Давай пронумеруем каждую из этих долек против часовой стрелки:
Ты уже можешь догадаться, как называются эти самые дольки:
1 четверть, 2 четверть, 3 четверть, 4 четверть
(Прямо как четверти в школе!)
Углы на тригонометрической окружности
Теперь давай сделаем еще вот что. Снова посмотрим на предыдущую картинку.
Чему на ней равен ( displaystyle angle AOB)?
Он равен ( displaystyle 90{}^circ ).
Также, как и ( displaystyle angle BOC), как и угол ( displaystyle angle COD), и угол ( displaystyle angle DOA).
( displaystyle angle text{AOB}=angle text{BOC}=angle text{COD}=angle text{DOA}=90{}^circ )
Тогда чему равна их сумма?
Она равна ( displaystyle 360{}^circ ).
Вместе же эти 4 угла составляют всю окружность целиком!
Градусная мера окружности равна ( displaystyle 360{}^circ )!
( displaystyle angle Atext{OC}=angle text{AOB}+angle text{BOC}=180{}^circ )
Что еще можно вытянуть? А вот что:
( displaystyle angle Atext{OD}=angle text{AOB}+angle text{BOC}+angle text{COD}=270{}^circ )
Отметим эти значения также на нашей окружности:
Однако, ты нередко можешь увидеть и вот такую картинку:
где вместо привычных нам градусов появляются некие буковки «пи» ( displaystyle pi ) с цифрами.
В чем же тут дело, кто прав и кто виноват?
Ну так вот, кто прав, кто виноват, решать, увы, не нам. Но чтобы «воз не был поныне там», нам нужно уделить этому моменту пару минут времени.
В самом деле, есть два способа измерять углы:
- Через градусы
- Через радианы
Как измерять углы через градусы мы все знаем. Это нам привычно. Однако в некоторых случаях их измеряют по-другому (как в градуснике есть несколько шкал: цельсий, кельвин, фаренгейт и т. д.), а именно: через радианы.
Для того, чтобы перейти от одной формы записи к другой, используется вот такое основное соотношение:
( displaystyle 180{}^circ =pi ~рад.)
И все, больше знать ничего не надо!
По пропорции ты легко получишь, что для того, чтобы пересчитать угол из градусов в радианы, нужно применить вот такую незамысловатую формулу:
( displaystyle P~рад.=frac{alpha {}^circ cdot pi }{180})
И наоборот: от радиан к градусам:
( displaystyle alpha {}^circ =frac{P~рад.cdot 180}{pi })
Ты должен уметь ориентироваться и в той, и в другой форме записи.
Потренируйся на следующих примерах:
- Перевести угол в ( displaystyle 30) градусов в радианы;
- Перевести угол ( displaystyle frac{pi }{4}) радиан в градусы;
- Перевести угол в ( displaystyle 60) градусов в радианы;
- Перевести угол в ( displaystyle frac{pi }{2}) радиан в градусы;
- Перевести угол в ( displaystyle 120) градусов в радианы;
- Перевести угол в ( displaystyle frac{3pi }{4}) радиан в градусы;
- Перевести угол в ( displaystyle 150) градусов в радианы.
Я сделаю только первые два, а остальные реши сам!
- ( P~рад.=frac{30cdot pi }{180}=frac{pi }{6}), тогда угол в ( displaystyle 30) градусов равен углу в ( displaystyle frac{pi }{6}) радиан;
- ( alpha {}^circ =frac{frac{pi }{4}cdot 180}{pi }=frac{45pi }{pi }=45{}^circ ), тогда угол в ( displaystyle frac{pi }{4}) радиан равен углу в ( displaystyle 45) градусов.
Все очень просто, не так ли? Остальные значения ты можешь найти в следующей таблице:
( displaystyle 0{}^circ ) | ( displaystyle 30{}^circ ) | ( displaystyle 45{}^circ ) | ( displaystyle 60{}^circ ) | ( displaystyle 90{}^circ ) | ( displaystyle 120{}^circ ) | ( displaystyle 135{}^circ ) | ( displaystyle 150{}^circ ) | ( displaystyle 180{}^circ ) |
( displaystyle 0) | ( displaystyle frac{pi }{6}) | ( displaystyle frac{pi }{4}) | ( displaystyle frac{pi }{3}) | ( displaystyle frac{pi }{2}) | ( displaystyle frac{2pi }{3}) | ( displaystyle frac{3pi }{4}) | ( displaystyle frac{5pi }{6}) | ( displaystyle pi ) |
( displaystyle 210{}^circ ) | ( displaystyle 225{}^circ ) | ( displaystyle 240{}^circ ) | ( displaystyle 270{}^circ ) | ( displaystyle 300{}^circ ) | ( displaystyle 315{}^circ ) | ( displaystyle 330{}^circ ) | ( displaystyle 360{}^circ ) |
( displaystyle frac{7pi }{6}) | ( displaystyle frac{5pi }{4}) | ( displaystyle frac{4pi }{3}) | ( displaystyle frac{3pi }{2}) | ( displaystyle frac{5pi }{3}) | ( displaystyle frac{7pi }{4}) | ( displaystyle frac{11pi }{6}) | ( displaystyle 2pi ) |
Так что впредь не удивляйся, когда ты увидишь вместо привычных градусов углы в радианах. Теперь ты знаешь, что это такое, и с чем его едят!
Синус, косинус, тангенс и котангенс на тригонометрической окружности
Но мы с тобой и так слишком увлеклись. Ты давно уже, наверное, заждался обещанных синусов и косинусов на тригонометрической окружности. Не смею более отвлекаться!
Давай сделаем вот что: совместим два знакомых нам объекта: тригонометрическую окружность (пока в том виде, в котором она у нас есть) и прямоугольный треугольник.
Что нам нужно, чтобы наш треугольник «целиком влез» в окружность?
Его гипотенуза должна быть не более единицы. Пусть же она у нас в точности будет равна единице.
Совместим мы их вот так:
Я нарисовал прямоугольный треугольник с центром в начале координат и гипотенузой равной ( 1). Это так потому, что окружность-то у меня единичная!
Тогда по определению синуса и косинуса:
- ( sin alpha =frac{AB}{OB}=frac{AB}{1}=AB)
- ( cos alpha =frac{OA}{OB}=frac{OA}{1}=OA)
А что же такое отрезки ( OA) и ( OB)? Чему равны их длины?
Смотри, сейчас будет самое главное: мы взяли угол ( alpha ) и провели луч, соединяющий этот угол с точкой на окружности.
Обозначим эту точку через ( B). Пусть ( B) имеет координаты ( Bleft( x,y right)).
Тогда длина отрезка ( OA) равна ( x), а длина отрезка ( AB)–равна ( y).
Но мы с тобой помним, что ( sin alpha =AB), ( cos alpha =OA), тогда:
- ( y=sin alpha )
- ( x=cos alpha )
Ух ты! Это надо еще раз обдумать, что же мы такое получили.
Давай проговорим еще раз: мы выбрали некоторый угол ( alpha ) и хотим найти его синус и косинус.
Что мы делаем?
- Проводим единичную окружность с центром, совпадающим с вершиной угла;
- Ищем точку пересечения нашего угла с окружностью;
- Её «иксовая» координата – это косинус нашего угла;
- Её «игрековая» координата – это синус нашего угла.
Вот и все! Теперь синус и косинус искать стало намного проще! Допустим, мы хотим найти синус, косинус ( 30) градусов.
Отмечаем ( 30) градусов на окружности и «достраиваем» этот угол до треугольника (как показано на рисунке выше).
Как найти ( x) и ( y)?
Да очень просто: в прямоугольном треугольнике катет, лежащий против угла в ( 30) градусов равен половине гипотенузы (это известный факт из геометрии 7 класса).
Так как гипотенуза равна ( 1), то противолежащий ей катет равен ( 0,5), откуда:
( sin 30{}^circ =0,5)
Что касается косинуса: для этого нам потребуется заметить, что выполняется тривиальное утверждение (основное тригонометрическое тождество):
( si{{n}^{2}}alpha +co{{s}^{2}}alpha =1)
Как ты думаешь, откуда оно берется? Да это же пресловутая теорема Пифагора!
Наши катеты в треугольничке равны ( x) и ( y), которые в свою очередь совпадают с ( cos alpha ) и ( sin alpha ). Гипотенуза в треугольнике равна ( 1).
Тогда:
( {{x}^{2}}+{{y}^{2}}=1) или, что то же самое,
( si{{n}^{2}}alpha +co{{s}^{2}}alpha =1)
Эта формула позволит по известному синусу вычислить неизвестный косинус и наоборот.
В частности, если:
( si{{n}^{2}}30{}^circ +co{{s}^{2}}30{}^circ =1) и ( sin 30{}^circ =0,5), то
( frac{1}{4}+co{{s}^{2}}30{}^circ =1)
( displaystyle co{{s}^{2}}30{}^circ =frac{3}{4})
( displaystyle cos 30{}^circ =pm sqrt{frac{3}{4}}=pm frac{sqrt{3}}{2})
Определение знака синуса, косинуса, тангенса и котангенса
Вообще, этот вопрос заслуживает особого внимания, но здесь все просто: у угла ( displaystyle 30) градусов и синус и косинус положительны (смотри рисунок), тогда берем знак «плюс».
( displaystyle cos 30{}^circ =frac{sqrt{3}}{2})
Теперь попробуй на основе вышеизложенного найти синус и косинус углов: ( displaystyle 60{}^circ ) и ( displaystyle 45{}^circ )
Можно схитрить: в частности для угла в ( displaystyle 60{}^circ ) градусов. Так как если один угол прямоугольного треугольника равен ( displaystyle 60{}^circ ) градусам, то второй – ( displaystyle 30{}^circ ) градусам. Теперь вступают в силу знакомые тебе формулы:
( displaystyle sin 30{}^circ =cos 60{}^circ )
( displaystyle sin 60{}^circ =cos 30{}^circ )
Тогда так как ( displaystyle sin 30{}^circ =0,5), то и ( displaystyle cos 60{}^circ =0,5). Так как ( displaystyle cos 30{}^circ =frac{sqrt{3}}{2}), то и ( displaystyle sin 60{}^circ =frac{sqrt{3}}{2}).
C ( displaystyle 45) градусами все еще проще: так если один из углов прямоугольного треугольника равен ( displaystyle 45) градусам, то и другой тоже равен ( displaystyle 45) градусам, а значит такой треугольник равнобедренный.
Значит, его катеты равны. А значит равны его синус и косинус.
Тогда:
( displaystyle si{{n}^{2}}45{}^circ +co{{s}^{2}}45{}^circ =2si{{n}^{2}}45{}^circ =1)
( displaystyle si{{n}^{2}}45{}^circ =co{{s}^{2}}45{}^circ =1/2)
Откуда: ( displaystyle sin 45{}^circ =cos 45{}^circ =sqrt{1/2}=frac{sqrt{2}}{2})
Теперь найди сам по новому определению (через икс и игрек!) синус и косинус углов в ( displaystyle 0) градусов и ( displaystyle 90) градусов. Здесь уже никакие треугольники нарисовать не получится! Уж слишком они будут плоские!
У тебя должно было получиться:
( displaystyle sin 0{}^circ =0), ( displaystyle cos 0{}^circ =1), ( displaystyle sin 90{}^circ =1), ( displaystyle cos 90{}^circ =0).
Тангенс и котангенс ты можешь отыскать самостоятельно по формулам:
( displaystyle text{t}g alpha =frac{sin alpha }{cos alpha }), ( displaystyle ctg alpha =frac{cos alpha }{sin alpha })
Обрати внимание, что на ноль делить нельзя!!
Теперь все полученные числа можно свести в таблицу:
Здесь приведены значения синуса, косинуса, тангенса и котангенса углов I четверти.
Для удобства углы приведены как в градусах, так и в радианах (но ты-то теперь знаешь связь между ними!). Обрати внимание на 2 прочерка в таблице: а именно у котангенса нуля и тангенса ( displaystyle 90) градусов. Это неспроста!
В частности:
( displaystyle ctg 0=frac{cos 0}{sin 0}=frac{1}{0}=?????)
Поэтому мы с тобой будем считать, что тангенс ( displaystyle 90) градусов и котангенс нуля просто-напросто не определены!
Теперь давай обобщим понятие синус и косинус на совсем произвольный угол. Я рассмотрю здесь два случая:
- Угол лежит в пределах от ( displaystyle 0) до ( displaystyle 360) градусов;
- Угол больше ( displaystyle 360) градусов.
Честно говоря, я скривил немного душой, говоря про «совсем все» углы. Они бывают также и отрицательными! Но этот случай мы с тобой рассмотрим чуть позже. Вначале остановимся на первом случае.
Если угол лежит в 1 четверти – то тут все понятно, мы этот случай уже рассмотрели и даже таблицы нарисовали.
Теперь же пусть наш угол больше ( displaystyle 90) градусов и не больше чем ( displaystyle 360).
Это значит, что он расположен либо во 2, либо в 3 или же в 4 четверти.
Как мы поступаем? Да точно так же!
Давай рассмотрим вместо вот такого случая…
…вот такой:
То есть рассмотрим угол ( displaystyle alpha ), лежащий во второй четверти. Что мы можем сказать про него?
У точки ( displaystyle {{M}_{1}}), которая является точкой пересечения луча и окружности по-прежнему имеет 2 координаты (ничего сверхъестественного, правда?). Это координаты ( displaystyle {{x}_{1}}) и ( displaystyle {{y}_{1}}).
Причем первая координата отрицательная, а вторая – положительная! Это значит, что у углов второй четверти косинус отрицателен, а синус – положителен!
Удивительно, правда? До этого мы еще ни разу не сталкивались с отрицательным косинусом.
Да и в принципе этого не могло быть, когда мы рассматривали тригонометрические функции как отношения сторон треугольника.
Кстати, подумай, у каких углов косинус равен ( displaystyle -1)? А у каких ( displaystyle -1) равен синус?
Аналогично можно рассмотреть углы во всех остальных четвертях. Я лишь напомню, что угол отсчитывается против часовой стрелки! (так, как это показано на последнем рисунке!).
Конечно, можно и отсчитывать в другую сторону, но вот подход к таким углам будет уже несколько другой.
Исходя из приведенных выше рассуждений, можно расставить знаки у синуса, косинуса, тангенса (как синус деленный на косинус) и котангенса (как косинус деленный на синус) для всех четырех четвертей.
Но еще раз повторюсь, нет смысла запоминать этот рисунок. Все, что тебе нужно знать:
Синус – это игрек. Косинус – это икс. Тангенс – это синус деленный на косинус. Котангенс – это косинус деленный на синус.
Углы больше 360 градусов
А как быть с углами, большими чем ( displaystyle 360) градусов?
Возьму я, скажем, угол в ( displaystyle 30) градусов (( displaystyle frac{pi }{6}) радиан) и пойду от него против часовой стрелки…
На рисунке я нарисовал спираль, но ты-то понимаешь, что на самом деле у нас нет никакой спирали: у нас есть только окружность.
Так куда же мы попадем, если стартуем от определенного угла и пройдем полностью весь круг (( displaystyle 360) градусов или ( displaystyle 2pi ) радиан)?
Куда мы придем? А придем мы в тот же самый угол!
Это же, конечно, справедливо и для любого другого угла:
Взяв произвольный угол ( displaystyle alpha ) и пройдя полностью всю окружность, мы вернемся в тот же самый угол ( displaystyle alpha ).
Что же нам это даст? А вот что: если ( displaystyle sin alpha =y,~cos alpha =x), то
( displaystyle sin left( alpha +2pi k right)=y), ( displaystyle cos left( alpha +2pi k right)=x), откуда окончательно получим:
( displaystyle sin left( alpha +2pi k right)=sinalpha )
( displaystyle cos left( alpha +2pi k right)=cosalpha )
Для любого целого ( displaystyle k). Это значит, что синус и косинус являются периодическими функциями с периодом ( displaystyle 2pi ).
Таким образом, нет никакой проблемы в том, чтобы найти знак теперь уже произвольного угла: нам достаточно отбросить все «целые круги», которые умещаются в нашем угле и выяснить, в какой четверти лежит оставшийся угол.
Например, найти знак:
- ( displaystyle text{sin}1000{}^circ ),
- ( displaystyle text{cos} 605{}^circ ),
- ( displaystyle text{cos}frac{16pi }{7}),
- ( displaystyle text{sin}frac{19pi }{4}).
Проверяем:
Отрицательные углы
Отрицательные углы в тригонометрии откладываются на тригонометрическом круге вниз от начала, по направлению движения часовой стрелки:
Давай вспомним, как мы до этого откладывали углы на тригонометрической окружности.
Мы шли от положительного направления оси ( displaystyle Ox) против часовой стрелки:
Тогда на нашем рисунке построен угол, равный ( displaystyle 180+45=225{}^circ ). Аналогичным образом мы строили все углы.
Однако ничего нам не запрещает идти от положительного направления оси ( displaystyle Ox) по часовой стрелке.
Мы будем тоже получать различные углы, но они будут уже отрицательными:
А следующей картинке изображено два угла, равные по абсолютной величине (если не знаешь, что это такое, читай здесь про “Модуль числа”), но противоположные по знаку:
В целом правило можно сформулировать вот так:
- Идем против часовой стрелки – получаем положительные углы
- Идем по часовой стрелке – получаем отрицательные углы
Схематично правило изображено вот на этом рисунке:
Ты мог бы задать мне вполне резонный вопрос: ну углы нам нужны для того, чтобы измерять у них значения синуса, косинуса, тангенса и котангенса.
Так есть ли разница, когда у нас угол положительный, а когда – отрицательный? Я отвечу тебе: как правило есть.
Однако ты всегда можешь свести вычисление тригонометрической функции от отрицательного угла к вычислению функции в угле положительном.
Посмотри на следующую картинку:
Я построил два угла, они равны по абсолютному значению, но имеют противоположный знак. Отметим для каждого из углов его синус и косинус на осях.
Что мы с тобой видим? А вот что:
Синусы у углов ( displaystyle alpha ) и ( displaystyle -alpha ) противоположны по знаку!
Тогда если ( displaystyle text{sin} text{ }!!alpha!!text{ }=text{y}),
то ( displaystyle sin left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)=-text{y})
( displaystyle sin left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)=-text{sin} text{ }!!alpha!!text{ }).
Косинусы у углов ( displaystyle alpha ) и ( displaystyle -alpha ) совпадают!
Тогда если ( displaystyle text{cos} text{ }!!alpha!!text{ }=text{x}),
то и ( displaystyle cos left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)=text{x})
( displaystyle cos left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)=text{cos} text{ }!!alpha!!text{ })
Так как ( displaystyle text{tg}left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)=frac{text{sin}left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)}{text{cos}left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)}=frac{-text{sin}left( text{ }!!alpha!!text{ } right)}{text{cos}left( text{ }!!alpha!!text{ } right)}), то:
( displaystyle text{tg}left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)=-text{tg }!!alpha!!text{ })
Так как ( displaystyle text{ctg}left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)=frac{text{cos}left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)}{text{sin}left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)}=frac{text{cos}left( text{ }!!alpha!!text{ } right)}{-text{sin}left( text{ }!!alpha!!text{ } right)}), то:
( displaystyle text{ctg}left( -text{ }!!alpha!!text{ } right)=-text{ctg} text{ }!!alpha!!text{ })
Таким образом, мы всегда можем избавиться от отрицательного знака внутри любой тригонометрической функции: либо просто уничтожив его, как у косинуса, либо поставив его перед функцией, как у синуса, тангенса и котангенса.
Кстати, вспомни-ка, как называется функция ( displaystyle f(x)), у которой для любого допустимого ( displaystyle x) выполняется:( displaystyle f(-x)=-f(x))?
Такая функция называется нечетной.
А если же для любого допустимого ( displaystyle x) выполняется: ( displaystyle f(-x)=f(x))? То в таком случае функция называется четной.
Таким образом, мы с тобой только что показали, что:
Синус, тангенс и котангенс – нечетные функции, а косинус – четная.
Таким образом, как ты понимаешь, нет никакой разницы, ищем ли мы синус от положительного угла или отрицательного: справиться с минусом очень просто. Так что нам не нужны таблицы отдельно для отрицательных углов.
С другой стороны, согласись, было бы очень удобно зная только тригонометрические функции углов первой четверти, уметь вычислять аналогичные функции и для остальных четвертей.
Можно ли это сделать? Конечно, можно!
У тебя есть по крайней мере 2 пути: первый – строить треугольник и применять теорему Пифагора (так мы с тобой и отыскали значения тригонометрических функций для основных углов первой четверти)
Второй – запомнив значения функций для углов в первой четверти и некое несложное правило, уметь вычислять тригонометрические функции для всех остальных четвертей.
Второй способ избавит тебя от долгой возни с треугольниками и с Пифагором, поэтому мне он видится более перспективным:
Итак, данный способ (или правило) называется формулами приведения.
Формулы приведения
Грубо говоря, эти формулы помогут тебе не запоминать вот такую таблицу (она между прочим содержит 98 чисел!):
…если ты помнишь вот эту (всего на 20 чисел):
То есть ты сможешь не забивать себе голову совершенно ненужными 78 числами! Пусть, например, нам нужно вычислить ( displaystyle text{sin} 855{}^circ ). Ясно, что в маленькой таблице такого нет. Что же нам делать? А вот что:
Во-первых, нам понадобятся следующие знания:
Синус и косинус имеют период ( displaystyle 2pi ) (( displaystyle 360) градусов)
То есть
( displaystyle sinleft( 2pi k+x right)=sin x)
( displaystyle cosleft( 2pi k+x right)=cos x)
Тангенс (котангенс) имеют период ( displaystyle pi ) (( displaystyle 180) градусов)
( displaystyle tgleft( pi k+x right)=tg x)
( displaystyle ctgleft( pi k+x right)=ctg x)
( displaystyle k) – любое целое число
Синус и тангенс – функции нечетные, а косинус – четная:
( displaystyle sinleft( -x right)=-sin x)
( displaystyle tgleft( -x right)=-tgleft( x right))
( displaystyle cosleft( -x right)=cosleft( x right))
Первое утверждение мы уже доказали с тобой, а справедливость второго установили совсем недавно.
Непосредственно правило приведения выглядит вот так:
Если мы вычисляем значение тригонометрической функции от отрицательного угла – делаем его положительным при помощи группы формул о четности.
Например:
( displaystyle sinleft( -855{}^circ right)=-sin855{}^circ),
( displaystyle cosleft( -855{}^circ right)=cos855{}^circ).
Отбрасываем для синуса и косинуса его периоды: ( displaystyle 2pi k) (по ( displaystyle 360) градусов), а для тангенса – ( displaystyle pi k) (( displaystyle 180) градусов).
Например:
( displaystyle sin 855{}^circ =sinleft( 2cdot 360{}^circ +135{}^circ right)=sin 135{}^circ )( displaystyle tg 225{}^circ =tgleft( 180{}^circ +45{}^circ right)=tg 45{}^circ )
Если оставшийся «уголок» меньше ( displaystyle 90) градусов, то задача решена: ищем его в «малой таблице».
Иначе ищем, в какой четверти лежит наш угол ( displaystyle alpha ): это будет 2, 3 или 4 четверть. Смотрим, какой знак имеет искомая функция в четверти. Запомнили этот знак!!!
Представляем угол ( displaystyle alpha )в одной из следующих форм:
- ( displaystyle alpha =90+beta ) (если во второй четверти)
- ( displaystyle alpha =180-beta ) (если во второй четверти)
- ( displaystyle alpha =180+beta ) (если в третьей четверти)
- ( displaystyle alpha =270-beta ) (если в третьей четверти)
- ( displaystyle alpha =270+beta ) (если в четвертой четверти)
- ( displaystyle alpha =360-beta ) (если в четвертой четверти)
…так, чтобы оставшийся угол ( displaystyle beta ) был больше нуля и меньше ( displaystyle 90) градусов.
Например:
( displaystyle 135{}^circ =180{}^circ -45{}^circ )
( displaystyle 135{}^circ =90{}^circ +45{}^circ )
( displaystyle 315{}^circ =270{}^circ+45{}^circ )
( displaystyle 240{}^circ =180{}^circ +60{}^circ )
( displaystyle 240{}^circ =270{}^circ -30{}^circ )…
В принципе не важно, в какой из двух альтернативных форм для каждой четверти ты представишь угол. На конечном результате это не скажется.
Теперь смотрим, что у нас получилось: если ты выбрал запись через ( displaystyle 180) или ( displaystyle 360) градусов плюс минус что-либо, то знак функции меняться не будет: ты просто убираешь ( displaystyle 180) или ( displaystyle 360) и записываешь синус, косинус или тангенс оставшегося угла.
Если же ты выбрал запись через ( displaystyle 90) или ( displaystyle 270) градусов, то синус меняем на косинус, косинус на синус, тангенс на котангенс, котангенс – на тангенс.
Ставим перед получившимся выражением знак, который мы запомнили.
Ось тангенсов и ось котангенсов
Последнее, на чем бы мне хотелось здесь остановиться – это на двух дополнительных осях. Как мы уже обсуждали, у нас есть две оси:
- Ось ( displaystyle X) – ось косинусов
- Ось ( displaystyle Y) – ось синусов
На самом деле, координатные оси у нас закончились, не так ли? Но как же быть с тангенсами и котангенсами?
Неужели, для них нет никакой графической интерпретации?
На самом деле, она есть, ее ты можешь увидеть на вот этой картинке:
В частности, по этим картинкам можно сказать вот что:
- Тангенс и котангенс имеют одинаковые знаки по четвертям
- Они положительны в 1 и 3 четверти
- Они отрицательны во 2 и 4 четверти
- Тангенс не определен в углах ( displaystyle frac{pi }{2}+pi k,~kin Z)
- Котангенс не определен в углах ( displaystyle pi k,~kin Z)
Для чего еще нужны эти картинки?
Читай дальше. Я расскажу, как с помощью тригонометрического круга можно упрощать решения тригонометрических уравнений!
Два случая, когда тригонометрическая окружность может пригодиться для решения уравнений
- В ответе у нас не получается «красивый» угол, но тем не менее надо производить отбор корней
- В ответе получается уж слишком много серий корней
Никаких специфических знаний тебе не требуется, кроме знания темы: «Тригонометрические уравнения»
Тему «тригонометрические уравнения» я старался писать, не прибегая к окружности. Многие бы меня за такой подход не похвалили.
Но мне милее формулы, уж что тут поделать. Однако в некоторых случаях формул оказывается мало. Например здесь:
Решите уравнение: ( displaystyle 8co{{s}^{4}}x-10co{{s}^{2}}x+3=0)
Решение:
Ну что же. Решить само уравнение несложно.
Замена ( displaystyle t=co{{s}^{2}}x).
( displaystyle 8{{t}^{4}}-10{{t}^{2}}+3=0)
Корни:
( displaystyle {{t}_{1}}=frac{1}{2},{{t}_{2}}=frac{3}{4})
Обратная замена:
( displaystyle co{{s}^{2}}x=frac{1}{2}), откуда
( displaystyle cosx=frac{sqrt{2}}{2}~) или ( displaystyle cosx=-frac{sqrt{2}}{2})
Или же:
( displaystyle co{{s}^{2}}x=frac{3}{4})
Откуда
( displaystyle cosx=frac{sqrt{3}}{2}) или ( displaystyle cosx=-frac{sqrt{3}}{2})
Отсюда наше исходное уравнение равносильно аж четырем простейшим уравнениям!
Неужели нам нужно будет записывать 4 серии корней?!
Второй пример – уравнения, которые имеют «некрасивые корни».
Например:
- Решите уравнение ( displaystyle 2sin2x=4cosx-sinx+1). Найдите его корни, принадлежащие промежутку ( displaystyle left[ frac{pi }{2},frac{3pi }{2} right]).
Первая часть не представляет из себя ничего сложного.
Поскольку ты уже знаком с темой «Тригонометрические уравнения», то я позволю себе быть кратким в моих выкладках.
( displaystyle 2cdot 2sin xcdot cos x=4cos x-sin x+1)
( displaystyle 4sin xcdot cos x-4cos x+sin x-1=0)
( displaystyle 4cos xleft( sin x-1 right)+left( sin x-1 right)=0)
( displaystyle left( 4cos x+1 right)left( sin x-1 right)=0)
тогда ( displaystyle 4cos x+1=0) или ( displaystyle left( sin x-1 right)=0)
( displaystyle cosx=-frac{1}{4}) или ( displaystyle sinx=1)
( displaystyle x=pm text{arccos}left( -frac{1}{4} right)+2pi n) или ( displaystyle x=frac{pi }{2}+2pi n)
Так мы нашли корни нашего уравнения. Ничего сложного.
Сложнее решить вторую часть задания, не зная, чему в точности равен арккосинус от минус одной четверти (это не табличное значение).
Однако мы можем изобразить найденные серии корней на единичной окружности:
А что насчет тангенсов и котангенсов?
На самом деле, для них тоже есть свои оси, правда они имеют немного специфический вид:
В остальном же способ обращения с ними будет такой же, как с синусом и косинусом.
Напоследок рекомендую тебе самостоятельно решить вот этот пример, прибегая к помощи единичной окружности
- Дано уравнение ( displaystyle 2co{{s}^{2}}x+2sin2x=3). Решите данное уравнение. Укажите корни данного уравнения, принадлежащие промежутку ( displaystyle left[ -frac{3pi }{2},-frac{pi }{2} right]).
Решение:
( displaystyle 2co{{s}^{2}}x+2sin2x=3.)
( displaystyle 2co{{s}^{2}}x+4sinxcosx-3left( si{{n}^{2}}x+co{{s}^{2}}x right)=0)
( displaystyle co{{s}^{2}}x-4sinxcosx+3si{{n}^{2}}x=0)
( displaystyle 1-4tgx+3t{{g}^{2}}x=0)
( displaystyle t=tgx)
( displaystyle 1-4t+3{{t}^{2}}=0)
( displaystyle {{t}_{1}}=1,{{t}_{2}}=frac{1}{3})
( displaystyle tgx=1), ( displaystyle x=frac{pi }{4}+pi n)
( displaystyle tgx=frac{1}{3}), ( displaystyle x=arctgfrac{1}{3}+pi n)
Рисуем единичную окружность и отмечаем на ней наши решения:
Если все стороны многоугольника касаются окружности, то окружность называется вписанной в многоугольник, а многоугольник- описанным около этой окружности.
В любой треугольник можно вписать окружность. Центром вписанной окружности (точка $О$) является точка пересечения биссектрис внутренних углов треугольника.
$OD$ – это радиус $(r)$ вписанной окружности
$r={2S_{ABC}}/{a+b+c}$
Площадь треугольника равна произведению его полупериметра на радиус вписанной окружности.
$S={P∙r}/{2}$
В равнобедренном треугольнике вписанная окружность точкой касания делит основание пополам
В равностороннем треугольнике радиус вписанной окружности равен трети высоты данного треугольника.
$r={h}/{3}$
В прямоугольном треугольнике радиус вписанной окружности равен:
$r={a+b-c}/{2}$, где $а$ и $b$ – это катеты, $с$ – гипотенуза.
Пример:
В прямоугольном треугольнике $АВС$ катет и гипотенуза соответственно равны $8$ и $10$. Найдите радиус окружности, вписанной в этот треугольник.
Решение:
В прямоугольном треугольнике радиус вписанной окружности равен:
$r={a+b-c}/{2}$, где $а$ и $b$ – это катеты, $с$ – гипотенуза.
Нам неизвестен один из катетов, найдем его по теореме Пифагора:
$a^2+b^2=c^2$
$8^2+b^2=10^2$
$64+b^2=100$
$b^2=100-64$
$b^2=36$
$b=6$
Теперь подставим все величины в формулу нахождения радиуса вписанной окружности в прямоугольном треугольнике:
$r={6+8-10}/{2}={4}/{2}=2$
Ответ: $2$
Если суммы противоположных сторон выпуклого четырехугольника равны, то в него можно вписать окружность.
$АВ+CD=BC+AD$
В трапеции и ромбе центр вписанной окружности лежит в точке пересечения биссектрис внутренних углов, радиус вписанной окружности равен половине высоты.
$r={h}/{2}$
В квадрате радиус вписанной окружности равен половине стороны.
$r={a}/{2}$
Площадь любого многоугольника можно найти как произведение полупериметра на радиус вписанной окружности.
$S={P∙r}/{2}$
Если все вершины многоугольника лежат на окружности, то окружность называется описанной около многоугольника, а многоугольник- вписанным в эту окружность.
Около любого треугольника можно описать окружность, причем только одну. Центром описанной окружности является точка $(О)$ пересечения серединных перпендикуляров к сторонам треугольника.
$ОА$ — радиус описанной окружности $(R)$
В равностороннем треугольнике радиус описанной окружности равен две трети высоты данного треугольника.
$R={2h}/{3}$
Центр описанной окружности может находиться в различных положениях относительно треугольника:
1. В остроугольном треугольнике центр описанной окружности лежит внутри треугольника.
2. В тупоугольном треугольнике центр описанной окружности лежит снаружи треугольника.
3. В прямоугольном треугольнике центр описанной окружности лежит на середине гипотенузы и радиус равен половине гипотенузы.
$R={c}/{2}$
Радиус описанной окружности можно найти как:
$R={a}/{2sinA}={b}/{2sinB}={c}/{2sinC};$
$R={a∙b∙c}/{4S}$, где $S$ — это площадь заданного треугольника.
Около четырехугольника не всегда можно описать окружность. Если сумма противоположных углов четырехугольника равна $180°$, то только тогда около него можно описать окружность.
$∠В+∠D=180°$
$∠A+∠C=180°$
В прямоугольнике и квадрате центр описанной окружности лежит в точке пересечения диагоналей, а радиус описанной окружности равен половине диагонали.
$R={d}/{2}$
Только вокруг равнобедренной трапеции можно описать окружность.
Выпуклый многоугольник называется правильным, если у него все стороны и все углы равны.
Связь между сторонами правильного n-угольника и радиусами описанной и вписанной окружностей:
$АВ=an$ — сторона правильного многоугольника
$R$ — радиус описанной окружности
$r$ — радиус вписанной окружности
$n$ — количество сторон и углов
$a_n=2∙R∙sin{180°}/{n};$
$r=R∙cos{180°}/{n};$
$a_n=2∙r∙tg{180°}/{n}.$
Углы в окружности:
1. Угол, образованный двумя радиусами, называется центральным. Центральный угол равен градусной мере дуги, на которую он опирается
$∠О=∪BmA$
2. Угол, вершина которого лежит на окружности, а стороны являются хордами, называется вписанным. Вписанный угол равен половине градусной меры дуги, на которую он опирается
$∠B={∪AmC}/{2}$
3. Угол между хордой и касательной равен половине дуги, заключенной внутри него.
$∠B={∪BmC}/{2}$