top of page

4.

Соотношения между синусом, косинусом, тангенсом и котангенсом одного и того же угла

Вспомним, что синусом угла α называется ордината точки Рα, полученной поворотом точки P(1;0) вокруг начала координат на угол α. Косинусом угла α называется абсцисса точки Рα, полученной поворотом точки P(1;0)  вокруг начала координат на угол α. Тангенсом угла α называется отношение синуса угла α к его косинусу. Котангенсом угла α называется отношение косинуса угла α к его синусу.

Итак, выясним зависимость между синусом и косинусом.

Пусть на координатной плоскости изображена единичная окружность с центром в начале координат. Точка  P(1;0) совершает поворот против часовой стрелки на угол α и оказывается в точке М(х;у).

По определению синуса и косинуса можно сказать, что абсцисса точки М равна косинусу угла поворота, то есть x=cos a, а ордината точки M равна синусу угла поворота, то есть y=sin a

Тогда можем записать, что точка M(cos a; sin a).

Л5.рис2.jpg

Теперь вспомним, что уравнение единичной окружности имеет вид: 

Л5.рис3.jpg
Л5.рис4.jpg

Так как точка M принадлежит нашей единичной окружности, то её координаты удовлетворяют этому уравнению.

А значит, можем записать:

Это равенство называют основным тригонометрическим тождеством. Оно выполняется при любых значениях α. Основное тригонометрическое тождество часто используется при преобразовании тригонометрических выражений.

Давайте из этого тождества выразим sin a.

Л5.рис5.jpg

Извлекаем квадратный корень из обеих частей равенства:

Л5.рис5.jpg
Л5.рис6.jpg

Теперь выразим cos a.

Л5.рис6.jpg

Извлекаем квадратный корень из обеих частей равенства:

Л5.рис6.jpg

В общем, можем записать так:

Л5.рис6.jpg

Вот таким образом мы получили равенства, которые связывают значения синуса и косинуса одного и того же угла.

Теперь выясним зависимость между тангенсом и котангенсом. По определению

Л5.рис7.jpg

Перемножим почленно эти равенства: 

Л5.рис8.jpg

Выразим из этого равенства tg a и получим, что

Л5.рис8.jpg

Важно отметить, что так как на нуль делить нельзя, то tgα ≠ 0 и ctgα ≠ 0, то есть

Л5.рис8.jpg

Найдем зависимость между тангенсом и косинусом. Для этого разделим обе части основного тригонометрического тождества

Л5.рис9.jpg

При этом cos a  не должен равняться нулю, то есть

Л5.рис9.jpg

Преобразуем левую часть равенства:

Л5.рис9.jpg

Первое слагаемое в левой части можем записать как 1, второе – как 

Л5.рис9.jpg
Л5.рис9.jpg

Эта формула и показывает зависимость между тангенсом и косинусом. Из этой формулы мы можем выразить тангенс через косинус и косинус через тангенс.

bottom of page