Обо мне
Обо мне
Обо мне
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).
Теперь вспомним, что уравнение единичной окружности имеет вид:
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.
Извлекаем квадратный корень из обеих частей равенства:
Теперь выразим cos a.
Извлекаем квадратный корень из обеих частей равенства:
В общем, можем записать так:
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
Перемножим почленно эти равенства:
Выразим из этого равенства tg a и получим, что
Важно отметить, что так как на нуль делить нельзя, то tgα ≠ 0 и ctgα ≠ 0, то есть
Найдем зависимость между тангенсом и косинусом. Для этого разделим обе части основного тригонометрического тождества
При этом cos a не должен равняться нулю, то есть
Преобразуем левую часть равенства:
Первое слагаемое в левой части можем записать как 1, второе – как
Эта формула и показывает зависимость между тангенсом и косинусом. Из этой формулы мы можем выразить тангенс через косинус и косинус через тангенс.