Основные формулы тригонометрии

Курс "Тригонометрия"

Синус, косинус и тангенс угла часто объединяют под одним общим наименованием – тригонометрические функции угла.

1. Как мы уже знаем, в случае острого угла α выполнены равенства:

sin2α+cos2α=1,   tan α=sin αcos α,   1+tan2α=1cos2α

Оказывается, что эти соотношения остаются справедливыми и для любого угла α (кроме тех случаев, когда знаменатель одной из дробей обращается в нуль). Однако использование этих формул в случае произвольного угла α несколько отличается от случая острого угла α.

Если некоторую тригонометрическую функцию требуется выразить из формулы, которая содержит квадрат этой функции, то нужно учитывать, что эта функция может принимать как положительные, так и отрицательные значения, в зависимости от того, углом какой четверти является угол.

Пример 1.

Вычислим tan α, если cos α = –0,4 и α – угол второй четверти.

Из третьей основной формулы получим, что \tan^2\mathrm{\alpha}=\frac{1}{(-0,4)^2}-1=\frac{1}{0,16}-1=5,25.

Так как для угла II четверти tan α < 0, то \tan\mathrm{\alpha}=-\sqrt{5,25}\approx-2,2913.

Пример 2.

Вычислим sin α, если cos α = –0,3162.

Так как cos α < 0, то угол α принадлежит либо II, либо III четверти. В случае II четверти sin α > 0, а в случае III четверти sin α < 0.

Значит, \sin\mathrm{\alpha}=\pm\sqrt{1-\left(-0,3162\right)^2}\approx\pm0,9487.

Ответ: если 90° < α < 180°, то sin α ≈ 0,9487; если 180° < α < 270°, то sin α = –0,9487.

2. Если угол α – острый, то для тригонометрических функций имеют место формулы дополнительного угла (связывающие углы α и 90° – α):

sin(90°-α)=cos αcos(90°-α)=sin αtan(90°-α)=1tan α.

Оказывается, что эти формулы справедливы и в том случае, когда α не является острым углом.

Пример 3.

Упростим выражение cos (45°+ α) –sin (45°– α).

Так как (45°+ α) + (45° – α) = 90°, то

cos (45°+ α) = sin (90°– (45° + α)) = sin (45° – α) и

cos (45°+ α) – sin (45°– α) = sin (45°– α) – sin (45°– α) = 0.

sin α

0,4024

–0,4000

0,4648

cos α

0,9152

0,9165

–0,5650

tan α

–0,5250

–1,4603

sin α, если cos α = 0,7 и α – угол IV четверти

Ответ: sin α = 

cos α, если sin α = – 0,1 и α – угол III четверти

Ответ: cos α = 

cos α, если tan α = 5 и α – угол III четверти

Ответ: cos α = 

sin α, если tan α = –0,47 и α – угол II четверти

Ответ: sin α = 

tan α, если cos α = 0,96 и α – угол IV четверти

Ответ: tan α = 

tan α, если sin α = 1,02 и α – угол I четверти

Ответ: tan α = 

tan α, если cos α = 0,8 и α – угол II четверти

Ответ: tan α = 

1 + tan2 α, если cos α = –0,5

Ответ: если cos α = –0,5, то

1 + tan2 α.

sin α tan α, если cos α = –0,96

Ответ: если cos α = –0,96, то

sin α tan α = .

cos α – tan α, если sin α = 0,22 и 90° < α < 180°

Ответ: если sin α = 0,22 ja 90° < α < 180°, то

cos α – tan α.

1 + sin2 α через cos α

1 + sin2 α

1 – tan2 αcos2 α  через sin α

1 – tan2 α – cos2 α

1 – cos2 α через tan α

1 – cos2 α

sin 15° = cos °

sin 49° = cos °

cos 3° = sin °

cos 19° = sin °

cos 58° = sin °

sin2 12° + sin2 78°

sin 71° ⋅ tan 19°

sin2 20° + cos2 70°

tan 16° ⋅ tan 74°

\frac{1}{\tan^266\degree\cdot\left(1+\tan^224\degree\right)} = 

\frac{\sin^242\degree-\cos^248\degree}{1+\sin27\degree} = 

\tan40\degree\frac{\sin50\degree}{\sin40\degree}-\sin10\degree\cos80\degree

\frac{\cos24\degree}{\tan66\degree}\sin24\degree-\frac{\sin15\degree}{\cos75\degree}

\sin\mathrm{\alpha}\cos\left(90\degree-\mathrm{\alpha}\right)\left(1+\frac{\sin^2\mathrm{\alpha}}{\sin^2\left(90\degree-\mathrm{\alpha}\right)}\right)