Sinal de tangente.  Sinais de funções trigonométricas

Sinal de tangente. Sinais de funções trigonométricas

Neste artigo, serão consideradas três propriedades principais das funções trigonométricas: seno, cosseno, tangente e cotangente.

A primeira propriedade é o sinal da função, dependendo de qual quarto do círculo unitário o ângulo α pertence. A segunda propriedade é a periodicidade. De acordo com esta propriedade, a função tigonométrica não muda de valor quando o ângulo muda por um número inteiro de revoluções. A terceira propriedade determina como os valores mudam funções sin, cos, tg, ctg em ângulos opostos α e - α .

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Freqüentemente, em um texto matemático ou no contexto de um problema, você pode encontrar a frase: "o ângulo do primeiro, segundo, terceiro ou quarto trimestre de coordenadas". O que é isso?

Vejamos o círculo unitário. É dividido em quatro quartos. Marcamos o ponto inicial A 0 (1, 0) no círculo e, girando-o em torno do ponto O por um ângulo α, chegamos ao ponto A 1 (x, y) . Dependendo de qual trimestre o ponto A 1 (x, y) estará, o ângulo α será chamado de ângulo do primeiro, segundo, terceiro e quarto quadrantes, respectivamente.

Para maior clareza, damos uma ilustração.

O ângulo α = 30° está no primeiro quadrante. Ângulo - 210° é o ângulo do segundo quarto. Ângulo 585° é o ângulo do terceiro trimestre. Ângulo - 45° é o ângulo do quarto trimestre.

Neste caso, os ângulos ± 90 ° , ± 180 ° , ± 270 ° , ± 360 ° não pertencem a nenhum quarto, pois estão nos eixos coordenados.

Agora considere os sinais que levam seno, cosseno, tangente e cotangente, dependendo de qual quarto o ângulo está.

Para determinar os sinais do seno em quartos, lembre-se da definição. O seno é a ordenada do ponto A 1 (x , y) . A figura mostra que no primeiro e segundo trimestres é positivo, e no terceiro e quádruplo é negativo.

O cosseno é a abcissa do ponto A 1 (x, y) . De acordo com isso, determinamos os sinais do cosseno no círculo. O cosseno é positivo no primeiro e quarto trimestres e negativo no segundo e terceiro trimestres.

Para determinar os sinais da tangente e cotangente por quartos, também lembramos as definições dessas funções trigonométricas. Tangente - a relação entre a ordenada do ponto e a abcissa. Então, de acordo com a regra de divisão de números com sinais diferentes, quando a ordenada e a abscissa tiverem sinais iguais, o sinal da tangente no círculo será positivo, e quando a ordenada e a abscissa tiverem sinais diferentes, será negativo. Da mesma forma, os sinais da cotangente em trimestres são determinados.

Importante lembrar!

  1. O seno do ângulo α tem um sinal de mais no 1º e 2º trimestres, um sinal de menos no 3º e 4º trimestres.
  2. O cosseno do ângulo α tem um sinal de mais no 1º e 4º trimestres, um sinal de menos no 2º e 3º trimestres.
  3. A tangente do ângulo α tem um sinal de mais no 1º e 3º trimestres, um sinal de menos no 2º e 4º trimestres.
  4. A cotangente do ângulo α tem um sinal de mais no 1º e 3º trimestres, um sinal de menos no 2º e 4º trimestres.

Propriedade de periodicidade

A propriedade de periodicidade é uma das propriedades mais óbvias das funções trigonométricas.

Propriedade de periodicidade

Quando o ângulo muda por um número inteiro de revoluções completas, os valores do seno, cosseno, tangente e cotangente do ângulo dado permanecem inalterados.

De fato, ao alterar o ângulo por um número inteiro de revoluções, sempre iremos do ponto inicial A no círculo unitário ao ponto A 1 com as mesmas coordenadas. Consequentemente, os valores de seno, cosseno, tangente e cotangente não serão alterados.

Matematicamente determinada propriedade está escrito assim:

sen α + 2 π z = sen α cos α + 2 π z = cos α t g α + 2 π z = t g α c t g α + 2 π z = c t g α

Qual é a aplicação prática dessa propriedade? A propriedade de periodicidade, como as fórmulas de redução, é frequentemente usada para calcular os valores de senos, cossenos, tangentes e cotangentes de grandes ângulos.

Vamos dar exemplos.

sen 13 π 5 \u003d sen 3 π 5 + 2 π \u003d sen 3 π 5

t g (- 689 °) = t g (31 ° + 360 ° (- 2)) = t g 31 ° t g (- 689 °) = t g (- 329 ° + 360 ° (- 1)) = t g (- 329 °)

Vamos olhar para o círculo unitário novamente.

O ponto A 1 (x, y) é o resultado de girar o ponto inicial A 0 (1, 0) em torno do centro do círculo por um ângulo α. O ponto A 2 (x, - y) é o resultado da rotação do ponto inicial de um ângulo - α.

Os pontos A 1 e A 2 são simétricos em relação ao eixo x. No caso em que α = 0°, ± 180°, ± 360° os pontos A 1 e A 2 coincidem. Deixe um ponto ter coordenadas (x , y) , e o segundo - (x , - y) . Lembre-se das definições de seno, cosseno, tangente, cotangente e escreva:

sin α = y , cos α = x , t g α = y x , c t g α = x y sin - α = - y , cos - α = x , t g - α = - y x , c t g - α = x - y

Isso implica a propriedade de senos, cossenos, tangentes e cotangentes de ângulos opostos.

Propriedade dos senos, cossenos, tangentes e cotangentes de ângulos opostos

sin - α = - sin α cos - α = cos α t g - α = - t g α c t g - α = - c t g α

De acordo com esta propriedade, as igualdades

sen - 48 ° = - sen 48 ° , c t g π 9 = - c t g - π 9 , cos 18 ° = cos - 18 °

A propriedade considerada é frequentemente usada na solução de problemas práticos nos casos em que é necessário eliminar os sinais negativos dos ângulos nos argumentos das funções trigonométricas.

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O sinal da função trigonométrica depende apenas do quarto da coordenada em que o argumento numérico está localizado. Da última vez, aprendemos como traduzir argumentos de uma medida em radianos para uma medida em graus (consulte a lição “Medida em radianos e graus de um ângulo”) e, em seguida, determine esse mesmo quarto de coordenada. Agora vamos tratar, de fato, da definição do sinal do seno, cosseno e tangente.

O seno do ângulo α é a ordenada (coordenada y) de um ponto em um círculo trigonométrico, que ocorre quando o raio é girado através do ângulo α.

O cosseno do ângulo α é a abscissa (coordenada x) de um ponto em um círculo trigonométrico, que ocorre quando o raio gira através do ângulo α.

A tangente do ângulo α é a razão entre o seno e o cosseno. Ou, de forma equivalente, a razão da coordenada y para a coordenada x.

Notação: sin α = y ; cosα = x; tgα = y : x .

Todas essas definições são familiares para você no curso de álgebra do ensino médio. No entanto, não estamos interessados ​​nas definições em si, mas nas consequências que surgem no círculo trigonométrico. Dê uma olhada:

A cor azul indica a direção positiva do eixo OY (eixo das ordenadas), a cor vermelha indica a direção positiva do eixo OX (eixo das abcissas). Neste "radar" os sinais das funções trigonométricas tornam-se óbvios. Em particular:

  1. sin α > 0 se o ângulo α estiver no quarto da coordenada I ou II. Isso ocorre porque, por definição, um seno é uma ordenada (coordenada y). E a coordenada y será positiva justamente nos quadrantes das coordenadas I e II;
  2. cos α > 0 se o ângulo α estiver no quarto da coordenada I ou IV. Porque só aí a coordenada x (também é a abcissa) será maior que zero;
  3. tg α > 0 se o ângulo α estiver no quadrante de coordenadas I ou III. Isso decorre da definição: afinal, tg α = y : x , então é positivo apenas onde os sinais de x e y coincidem. Isso acontece no 1º quarto de coordenada (aqui x > 0, y > 0) e no 3º quarto de coordenada (x< 0, y < 0).

Para maior clareza, anotamos os sinais de cada função trigonométrica - seno, cosseno e tangente - em "radar" separado. Obtemos a seguinte imagem:


Nota: em meu raciocínio, nunca falei sobre a quarta função trigonométrica - a cotangente. O fato é que os sinais da cotangente coincidem com os sinais da tangente - não há regras especiais aí.

Agora proponho considerar exemplos semelhantes às tarefas B11 do exame experimental de matemática, realizado em 27 de setembro de 2011. Afinal A melhor maneira compreender a teoria é a prática. De preferência muita prática. Claro, as condições das tarefas foram ligeiramente alteradas.

Uma tarefa. Determine os sinais das funções e expressões trigonométricas (os valores das próprias funções não precisam ser considerados):

  1. sin(3π/4);
  2. cos(7π/6);
  3. tan (5π/3);
  4. sen(3π/4) cos(5π/6);
  5. cos (2π/3) tg (π/4);
  6. sen(5π/6) cos(7π/4);
  7. tan (3π/4) cos (5π/3);
  8. ctg (4π/3) tg (π/6).

O plano de ação é o seguinte: primeiro, convertemos todos os ângulos de medida em radianos em graus (π → 180°) e, em seguida, verificamos em qual quarto de coordenada está o número resultante. Conhecendo os bairros, podemos facilmente encontrar os sinais - de acordo com as regras que acabamos de descrever. Nós temos:

  1. sin (3π/4) = sin (3 180°/4) = sin 135°. Desde 135° ∈ , este é um ângulo do segundo quadrante de coordenadas. Mas o seno no segundo quarto é positivo, então sen (3π/4) > 0;
  2. cos (7π/6) = cos (7 180°/6) = cos 210°. Porque 210° ∈ , este é um ângulo do quadrante de coordenadas III no qual todos os cossenos são negativos. Portanto, cos (7π/6)< 0;
  3. tg (5π/3) = tg (5 180°/3) = tg 300°. A partir de 300° ∈ , estamos no quadrante IV, onde a tangente assume valores negativos. Portanto tg (5π/3)< 0;
  4. sen (3π/4) cos (5π/6) = sen (3 180°/4) cos (5 180°/6) = sen 135° cos 150°. Vamos lidar com o seno: porque 135° ∈ , este é o segundo trimestre, em que os senos são positivos, ou seja, sen (3π/4) > 0. Agora trabalhamos com o cosseno: 150° ∈ - novamente o segundo quarto, os cossenos ali são negativos. Portanto cos (5π/6)< 0. Наконец, следуя правилу «плюс на минус дает знак минус», получаем: sin (3π/4) · cos (5π/6) < 0;
  5. cos (2π/3) tg (π/4) = cos (2 180°/3) tg (180°/4) = cos 120° tg 45°. Olhamos para o cosseno: 120° ∈ é o quarto da coordenada II, então cos (2π/3)< 0. Смотрим на тангенс: 45° ∈ — это I четверть (самый обычный угол в тригонометрии). Тангенс там положителен, поэтому tg (π/4) >0. Novamente obtivemos um produto no qual fatores de sinais diferentes. Como “um menos vezes um mais dá um menos”, temos: cos (2π/3) tg (π/4)< 0;
  6. sen (5π/6) cos (7π/4) = sen (5 180°/6) cos (7 180°/4) = sen 150° cos 315°. Trabalhamos com o seno: desde 150° ∈ , nós estamos falando sobre o quarto da coordenada II, onde os senos são positivos. Portanto, sen (5π/6) > 0. Da mesma forma, 315° ∈ é o quarto da coordenada IV, os cossenos são positivos. Portanto, cos (7π/4) > 0. Obtemos o produto de dois números positivos - essa expressão é sempre positiva. Concluímos: sen (5π/6) cos (7π/4) > 0;
  7. tg (3π/4) cos (5π/3) = tg (3 180°/4) cos (5 180°/3) = tg 135° cos 300°. Mas o ângulo 135° ∈ é o segundo quarto, ou seja, tan (3π/4)< 0. Аналогично, угол 300° ∈ — это IV четверть, т.е. cos (5π/3) >0. Já que “um menos mais dá um sinal de menos”, temos: tg (3π/4) cos (5π/3)< 0;
  8. ctg (4π/3) tg (π/6) = ctg (4 180°/3) tg (180°/6) = ctg 240° tg 30°. Observamos o argumento da cotangente: 240° ∈ é o quarto da coordenada III, portanto ctg (4π/3) > 0. Da mesma forma, para a tangente temos: 30° ∈ é o quarto da coordenada I, ou seja, canto mais fácil. Portanto, tg (π/6) > 0. Novamente, temos duas expressões positivas - o produto delas também será positivo. Portanto ctg (4π/3) tg (π/6) > 0.

Finalmente, vamos ver alguns problemas mais complexos. Além de descobrir o sinal da função trigonométrica, aqui você tem que fazer um pequeno cálculo - assim como é feito nos problemas reais B11. Em princípio, essas são tarefas quase reais que realmente são encontradas no exame de matemática.

Uma tarefa. Encontre sen α se sin 2 α = 0,64 e α ∈ [π/2; π].

Como sen 2 α = 0,64, temos: sen α = ±0,8. Resta decidir: mais ou menos? Por hipótese, o ângulo α ∈ [π/2; π] é o quarto da coordenada II, onde todos os senos são positivos. Portanto, sen α = 0,8 - a incerteza com sinais é eliminada.

Uma tarefa. Encontre cos α se cos 2 α = 0,04 e α ∈ [π; 3π/2].

Agimos de forma semelhante, ou seja. extrair Raiz quadrada: cos 2 α = 0,04 ⇒ cos α = ±0,2. Por hipótese, o ângulo α ∈ [π; 3π/2], ou seja, estamos falando do trimestre da coordenada III. Lá, todos os cossenos são negativos, então cos α = −0,2.

Uma tarefa. Encontre sen α se sin 2 α = 0,25 e α ∈ .

Temos: sen 2 α = 0,25 ⇒ sen α = ±0,5. Novamente olhamos para o ângulo: α ∈ é o quarto da coordenada IV, no qual, como você sabe, o seno será negativo. Assim, concluímos: sen α = −0,5.

Uma tarefa. Encontre tg α se tg 2 α = 9 e α ∈ .

Tudo é o mesmo, apenas para a tangente. Tomamos a raiz quadrada: tg 2 α = 9 ⇒ tg α = ±3. Mas pela condição, o ângulo α ∈ é o quadrante da coordenada I. Todas as funções trigonométricas, incl. tangente, são positivos, então tg α = 3. É isso!

A trigonometria, como ciência, teve origem no Antigo Oriente. As primeiras razões trigonométricas foram desenvolvidas por astrônomos para criar um calendário preciso e orientar pelas estrelas. Esses cálculos estavam relacionados à trigonometria esférica, enquanto na curso escolar estudar a razão entre os lados e o ângulo de um triângulo plano.

A trigonometria é um ramo da matemática que lida com as propriedades das funções trigonométricas e a relação entre os lados e os ângulos dos triângulos.

Durante o apogeu da cultura e da ciência no primeiro milênio dC, o conhecimento se espalhou do Oriente Antigo para a Grécia. Mas as principais descobertas da trigonometria são mérito dos homens do califado árabe. Em particular, o cientista turcomano al-Marazvi introduziu funções como tangente e cotangente, compilou as primeiras tabelas de valores para senos, tangentes e cotangentes. O conceito de seno e cosseno foi introduzido por cientistas indianos. Muita atenção é dada à trigonometria nas obras de grandes figuras da antiguidade como Euclides, Arquimedes e Eratóstenes.

Quantidades básicas de trigonometria

As funções trigonométricas básicas de um argumento numérico são seno, cosseno, tangente e cotangente. Cada um deles tem seu próprio gráfico: seno, cosseno, tangente e cotangente.

As fórmulas para calcular os valores dessas quantidades são baseadas no teorema de Pitágoras. É mais conhecido pelos alunos na formulação: “Calças pitagóricas, iguais em todas as direções”, pois a prova é dada no exemplo de um triângulo retângulo isósceles.

Seno, cosseno e outras dependências estabelecem uma relação entre os ângulos agudos e os lados de qualquer triângulo retângulo. Damos fórmulas para calcular essas quantidades para o ângulo A e traçamos a relação das funções trigonométricas:

Como você pode ver, tg e ctg são funções inversas. Se representarmos a perna a como o produto do seno A pela hipotenusa c, e a perna b como cos A * c, obtemos as seguintes fórmulas para tangente e cotangente:

círculo trigonométrico

Graficamente, a razão das quantidades mencionadas pode ser representada da seguinte forma:

círculo, em este caso, representa todos os valores possíveis do ângulo α — de 0° a 360°. Como pode ser visto na figura, cada função assume um valor negativo ou positivo, dependendo do ângulo. Por exemplo, sen α ficará com sinal “+” se α pertencer aos quartos I e II do círculo, ou seja, estiver na faixa de 0° a 180°. Com α de 180° a 360° (III e IV trimestres), sen α só pode ser um valor negativo.

Vamos tentar construir tabelas trigonométricas para ângulos específicos e descobrir o significado das quantidades.

Os valores de α iguais a 30°, 45°, 60°, 90°, 180° e assim por diante são chamados de casos especiais. Os valores das funções trigonométricas para eles são calculados e apresentados na forma de tabelas especiais.

Esses ângulos não foram escolhidos por acaso. A designação π nas tabelas é para radianos. Rad é o ângulo no qual o comprimento de um arco circular corresponde ao seu raio. Este valor foi introduzido para estabelecer uma relação universal; ao calcular em radianos, o comprimento real do raio em cm não importa.

Os ângulos nas tabelas para funções trigonométricas correspondem a valores em radianos:

Portanto, não é difícil adivinhar que 2π é um círculo completo ou 360°.

Propriedades das funções trigonométricas: seno e cosseno

Para considerar e comparar as propriedades básicas de seno e cosseno, tangente e cotangente, é necessário desenhar suas funções. Isso pode ser feito na forma de uma curva localizada em um sistema de coordenadas bidimensional.

Considerar Tabela de comparação propriedades para onda senoidal e cosseno:

sinusóideonda cosseno
y = sen xy = cos x
ODZ [-1; 1]ODZ [-1; 1]
sen x = 0, para x = πk, onde k ε Zcos x = 0, para x = π/2 + πk, onde k ε Z
sen x = 1, para x = π/2 + 2πk, onde k ε Zcos x = 1, para x = 2πk, onde k ε Z
sen x = - 1, em x = 3π/2 + 2πk, onde k ε Zcos x = - 1, para x = π + 2πk, onde k ε Z
sin (-x) = - sin x, ou seja, função ímparcos (-x) = cos x, ou seja, a função é par
a função é periódica, o menor período é 2π
sen x › 0, com x pertencente aos quadrantes I e II ou de 0° a 180° (2πk, π + 2πk)cos x › 0, com x pertencente aos quadrantes I e IV ou de 270° a 90° (- π/2 + 2πk, π/2 + 2πk)
sen x ‹ 0, com x pertencente aos trimestres III e IV ou de 180° a 360° (π + 2πk, 2π + 2πk)cos x ‹ 0, com x pertencente aos trimestres II e III ou de 90° a 270° (π/2 + 2πk, 3π/2 + 2πk)
aumenta no intervalo [- π/2 + 2πk, π/2 + 2πk]aumenta no intervalo [-π + 2πk, 2πk]
diminui nos intervalos [ π/2 + 2πk, 3π/2 + 2πk]diminui em intervalos
derivada (sen x)' = cos xderivada (cos x)' = - sen x

Determinar se uma função é par ou não é muito simples. Basta imaginar um círculo trigonométrico com sinais de grandezas trigonométricas e “dobrar” mentalmente o gráfico em relação ao eixo OX. Se os sinais forem iguais, a função é par; caso contrário, é ímpar.

A introdução de radianos e a enumeração das principais propriedades da onda senoidal e cosseno nos permitem trazer o seguinte padrão:

É muito fácil verificar a exatidão da fórmula. Por exemplo, para x = π/2, o seno é igual a 1, assim como o cosseno de x = 0. A verificação pode ser feita observando tabelas ou traçando curvas de função para determinados valores.

Propriedades da tangente e da cotangente

Os gráficos das funções tangente e cotangente diferem significativamente da onda senoidal e cosseno. Os valores tg e ctg são inversos entre si.

  1. Y = tgx.
  2. A tangente tende aos valores de y em x = π/2 + πk, mas nunca os atinge.
  3. O menor período positivo da tangente é π.
  4. Tg (- x) \u003d - tg x, ou seja, a função é ímpar.
  5. Tg x = 0, para x = πk.
  6. A função é crescente.
  7. Tg x › 0, para x ϵ (πk, π/2 + πk).
  8. Tg x ‹ 0, para x ϵ (— π/2 + πk, πk).
  9. Derivada (tg x)' = 1/cos 2 ⁡x .

Considere a representação gráfica do cotangentóide abaixo no texto.

As principais propriedades do cotangentóide:

  1. Y = ctgx.
  2. Ao contrário das funções seno e cosseno, na tangente Y pode assumir os valores do conjunto de todos os números reais.
  3. A cotangentóide tende aos valores de y em x = πk, mas nunca os atinge.
  4. O menor período positivo do cotangentóide é π.
  5. Ctg (- x) \u003d - ctg x, ou seja, a função é ímpar.
  6. Ctg x = 0, para x = π/2 + πk.
  7. A função é decrescente.
  8. Ctg x › 0, para x ϵ (πk, π/2 + πk).
  9. Ctg x ‹ 0, para x ε (π/2 + πk, πk).
  10. Derivada (ctg x)' = - 1/sin 2 ⁡x Fix

Permite estabelecer uma série de resultados característicos - propriedades do seno, cosseno, tangente e cotangente. Neste artigo, veremos três propriedades principais. O primeiro deles indica os sinais do seno, cosseno, tangente e cotangente do ângulo α, dependendo de qual coordenada do quarto de ângulo é α. Em seguida, consideramos a propriedade de periodicidade, que estabelece a invariância dos valores do seno, cosseno, tangente e cotangente do ângulo α quando esse ângulo muda por um número inteiro de revoluções. A terceira propriedade expressa a relação entre os valores do seno, cosseno, tangente e cotangente dos ângulos opostos α e −α.

Se você estiver interessado nas propriedades das funções seno, cosseno, tangente e cotangente, elas podem ser estudadas na seção correspondente do artigo.

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Sinais de seno, cosseno, tangente e cotangente em quartos

Abaixo neste parágrafo será encontrada a frase "ângulo I, II, III e IV do quarto coordenado". Vamos explicar o que são esses cantos.

Vamos pegar um círculo unitário, marcar o ponto inicial A(1, 0) nele e girá-lo em torno do ponto O por um ângulo α, enquanto supomos que chegamos ao ponto A 1 (x, y) .

Eles disseram aquilo o ângulo α é o ângulo I , II , III , IV do quarto de coordenadas se o ponto A 1 estiver nos trimestres I, II, III, IV, respectivamente; se o ângulo α é tal que o ponto A 1 está em qualquer uma das linhas de coordenadas Ox ou Oy , então este ângulo não pertence a nenhum dos quatro quartos.

Para maior clareza, apresentamos uma ilustração gráfica. Os desenhos abaixo mostram os ângulos de rotação de 30 , -210 , 585 e -45 graus, que são os ângulos I , II , III e IV dos quartos de coordenadas, respectivamente.

cantos 0, ±90, ±180, ±270, ±360, … graus não pertencem a nenhum dos quartos de coordenadas.

Agora vamos descobrir quais sinais têm os valores de seno, cosseno, tangente e cotangente do ângulo de rotação α, dependendo de qual quarto de ângulo é α.

Para seno e cosseno, isso é fácil de fazer.

Por definição, o seno do ângulo α é a ordenada do ponto A 1 . É óbvio que nos trimestres coordenados I e II é positivo, e nos trimestres III e IV é negativo. Assim, o seno do ângulo α tem sinal de mais nos trimestres I e II e sinal de menos nos trimestres III e VI.

Por sua vez, o cosseno do ângulo α é a abcissa do ponto A 1 . Nos trimestres I e IV é positivo, e nos trimestres II e III é negativo. Portanto, os valores do cosseno do ângulo α nos trimestres I e IV são positivos e nos trimestres II e III são negativos.


Para determinar os sinais por quartos de tangente e cotangente, você precisa se lembrar de suas definições: tangente é a razão da ordenada do ponto A 1 para a abscissa e cotangente é a razão da abscissa do ponto A 1 para a ordenada. Então de regras de divisão de números com sinais iguais e diferentes, segue-se que a tangente e a cotangente têm sinal de mais quando os sinais de abscissa e ordenada do ponto A 1 são iguais e têm sinal de menos quando os sinais de abscissa e ordenada do ponto A 1 são diferentes. Portanto, a tangente e a cotangente do ângulo têm sinal + nos trimestres das coordenadas I e III e sinal negativo nos trimestres II e IV.

De fato, por exemplo, no primeiro quarto, tanto a abscissa x quanto a ordenada y do ponto A 1 são positivos, então tanto o quociente x/y quanto o quociente y/x são positivos, portanto, a tangente e a cotangente têm sinais + . E no segundo quarto da abcissa, x é negativo e a ordenada y é positiva, então x / y e y / x são negativos, de onde a tangente e a cotangente têm um sinal de menos.


Vamos passar para a próxima propriedade do seno, cosseno, tangente e cotangente.

Propriedade de periodicidade

Agora vamos analisar, talvez, a propriedade mais óbvia do seno, cosseno, tangente e cotangente de um ângulo. Consiste no seguinte: quando o ângulo muda em um número inteiro de revoluções completas, os valores do seno, cosseno, tangente e cotangente desse ângulo não mudam.

Isso é compreensível: quando o ângulo muda em um número inteiro de revoluções, sempre iremos do ponto inicial A ao ponto A 1 no círculo unitário, portanto, os valores do seno, cosseno, tangente e cotangente permanecem inalterado, uma vez que as coordenadas do ponto A 1 são inalteradas.

Usando fórmulas, a propriedade considerada de seno, cosseno, tangente e cotangente pode ser escrita da seguinte forma: sin(α+2 π z)=sinα , cos(α+2 π z)=cosα , tg(α+2 π z) =tgα , ctg(α+2 π z)=ctgα , onde α é o ângulo de rotação em radianos, z é qualquer , cujo valor absoluto indica o número de revoluções completas pelas quais o ângulo α muda e o sinal de o número z indica a direção da curva.

Se o ângulo de rotação α for dado em graus, então essas fórmulas serão reescritas como sin(α+360° z)=sinα , cos(α+360° z)=cosα , tg(α+360° z)=tgα , ctg(α+360° z)=ctgα .

Vamos dar exemplos do uso dessa propriedade. Por exemplo, , Porque , uma . Aqui está outro exemplo: ou .

Essa propriedade, juntamente com as fórmulas de redução, é muito usada no cálculo dos valores do seno, cosseno, tangente e cotangente de ângulos "grandes".

A propriedade considerada de seno, cosseno, tangente e cotangente às vezes é chamada de propriedade de periodicidade.

Propriedades de senos, cossenos, tangentes e cotangentes de ângulos opostos

Seja À 1 o ponto obtido como resultado da rotação do ponto inicial À(1, 0) em torno do ponto O pelo ângulo α , e o ponto À 2 é o resultado da rotação do ponto À pelo ângulo −α oposto ao ângulo α .

A propriedade dos senos, cossenos, tangentes e cotangentes de ângulos opostos é baseada em um fato bastante óbvio: os pontos A 1 e A 2 mencionados acima coincidem (at) ou estão localizados simetricamente em relação ao eixo Ox. Ou seja, se o ponto A 1 tem coordenadas (x, y) , então o ponto A 2 terá coordenadas (x, −y) . A partir daqui, de acordo com as definições de seno, cosseno, tangente e cotangente, escrevemos as igualdades e.
Comparando-os, chegamos a relações entre senos, cossenos, tangentes e cotangentes de ângulos opostos α e −α da forma .
Esta é a propriedade considerada na forma de fórmulas.

Vamos dar exemplos do uso dessa propriedade. Por exemplo, as igualdades e .

Resta apenas observar que a propriedade de senos, cossenos, tangentes e cotangentes de ângulos opostos, como a propriedade anterior, é frequentemente usada no cálculo dos valores de seno, cosseno, tangente e cotangente, e permite que você fuja completamente de ângulos negativos.

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  • Bashmakov M.I.Álgebra e o início da análise: Proc. para 10-11 células. média escola - 3ª ed. - M.: Iluminismo, 1993. - 351 p.: ill. - ISBN 5-09-004617-4.
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Diversificado. Alguns deles são sobre em quais trimestres o cosseno é positivo e negativo, em quais trimestres o seno é positivo e negativo. Tudo acaba sendo simples se você souber calcular o valor dessas funções em diferentes ângulos e estiver familiarizado com o princípio de plotar funções em um gráfico.

Quais são os valores do cosseno

Se considerarmos então temos a seguinte relação de aspecto, que o determina: o cosseno do ângulo umaé a razão entre a perna adjacente BC e a hipotenusa AB (Fig. 1): cos uma= BC/AB.

Usando o mesmo triângulo, você pode encontrar o seno do ângulo, a tangente e a cotangente. O seno será a razão entre o ângulo da perna oposta AC e a hipotenusa AB. A tangente de um ângulo é encontrada se o seno do ângulo desejado for dividido pelo cosseno do mesmo ângulo; substituindo as fórmulas correspondentes para encontrar o seno e o cosseno, obtemos que tg uma\u003d CA / BC. A cotangente, como uma função inversa à tangente, será encontrada assim: ctg uma= BC/AC.

Ou seja, para os mesmos valores do ângulo, verificou-se que em um triângulo retângulo a proporção é sempre a mesma. Parece que ficou claro de onde vêm esses valores, mas por que os números negativos são obtidos?

Para fazer isso, você precisa considerar o triângulo no sistema de coordenadas cartesianas, onde existem valores positivos e negativos.

Claramente sobre os trimestres, onde é qual

O que são coordenadas cartesianas? Se falamos de espaço bidimensional, temos duas linhas direcionadas que se cruzam no ponto O - este é o eixo das abcissas (Ox) e o eixo das ordenadas (Oy). Do ponto O na direção da linha reta são números positivos, e em lado reverso- negativo. Em última análise, depende diretamente disso em quais trimestres o cosseno é positivo e em quais, respectivamente, é negativo.

Primeiro quarto

Se você colocar um triângulo retângulo no primeiro trimestre (de 0 o a 90 o), onde os eixos x e y têm valores positivos \u200b\u200b(os segmentos AO e BO estão nos eixos onde os valores ​\u200b\u200btêm um sinal "+"), então qual é o seno, qual é o cosseno também terá valores positivos e receberá um valor com um sinal de mais. Mas o que acontece se você mover o triângulo para o segundo quarto (de 90º para 180º)?

Segundo quarto

Vemos que ao longo do eixo y, o AO recebeu um valor negativo. Cosseno de um ângulo uma agora tem esse lado em relação ao menos e, portanto, seu valor final torna-se negativo. Acontece que em qual trimestre o cosseno é positivo depende da colocação do triângulo no sistema de coordenadas cartesianas. E neste caso, o cosseno do ângulo ganha um valor negativo. Já para o seno nada mudou, pois para determinar seu sinal é necessário o lado do OB, que neste caso ficou com sinal de mais. Vamos resumir os dois primeiros trimestres.

Para descobrir em quais quartos o cosseno é positivo e em que é negativo (assim como o seno e outras funções trigonométricas), é necessário observar qual sinal é atribuído a uma ou outra perna. Para o cosseno de um ângulo uma a perna AO é importante, para o seio - OB.

O primeiro trimestre tornou-se até agora o único que responde à pergunta: “Em quais trimestres o seno e o cosseno são positivos ao mesmo tempo?”. Vejamos ainda se haverá mais coincidências no sinal dessas duas funções.

No segundo trimestre, a perna AO passou a ter valor negativo, o que significa que o cosseno passou a ser negativo. Um valor positivo é armazenado para o seno.

terceiro trimestre

Agora ambas as pernas AO e OB tornaram-se negativas. Lembre-se das razões para cosseno e seno:

Cos a \u003d AO / AB;

Sin a \u003d BO / AB.

AB sempre tem sinal positivo em um determinado sistema de coordenadas, pois não está direcionado para nenhum dos dois lados definidos pelos eixos. Mas as pernas ficaram negativas, o que significa que o resultado de ambas as funções também é negativo, porque se você realizar operações de multiplicação ou divisão com números, entre os quais um e apenas um tem sinal de menos, o resultado também ficará com esse sinal .

Resultado nesta fase:

1) Em que trimestre o cosseno é positivo? No primeiro dos três.

2) Em que trimestre o seno é positivo? No primeiro e no segundo de três.

Quarto quarto (de 270º a 360º)

Aqui, a perna AO novamente adquire o sinal de mais e, portanto, o cosseno também.

Para o seno, as coisas ainda são "negativas", porque a perna OB permaneceu abaixo do ponto inicial O.

conclusões

Para entender em quais trimestres o cosseno é positivo, negativo etc., você precisa se lembrar da razão para calcular o cosseno: a perna adjacente ao ângulo, dividida pela hipotenusa. Alguns professores sugerem lembrar disso: k (osine) \u003d (k) canto. Se você se lembra desse "trapaça", entende automaticamente que o seno é a razão entre o oposto e o ângulo da perna para a hipotenusa.

Lembrar em quais trimestres o cosseno é positivo e qual é negativo é bastante difícil. Existem muitas funções trigonométricas e todas elas têm seus próprios valores. Mas ainda assim, como resultado: valores positivos para o seno - 1, 2 quartos (de 0 a 180 o); para cosseno 1, 4 quartos (de 0 o a 90 o e de 270 o a 360 o). Nos trimestres restantes, as funções apresentam valores com menos.

Talvez seja mais fácil para alguém lembrar onde está qual signo, conforme a imagem da função.

Para o seno, pode-se ver que de zero a 180 o a crista está acima da linha de valores do seno (x), o que significa que a função é positiva aqui. Para o cosseno é a mesma coisa: em qual trimestre o cosseno é positivo (foto 7), e em qual é negativo, pode-se ver movendo a linha acima e abaixo do eixo cos (x). Como resultado, podemos nos lembrar de duas maneiras de determinar o sinal das funções seno e cosseno:

1. Em um círculo imaginário com um raio igual a um (embora, na verdade, não importa qual seja o raio do círculo, mas nos livros didáticos esse exemplo é mais frequentemente dado; isso torna mais fácil perceber, mas ao ao mesmo tempo, se você não especificar que isso não importa, as crianças podem ficar confusas).

2. De acordo com a imagem da dependência da função em (x) no próprio argumento x, como na última figura.

Usando o primeiro método, você pode ENTENDER do que exatamente depende o sinal, e explicamos isso em detalhes acima. A Figura 7, construída com base nesses dados, visualiza a função resultante e sua pertinência de sinal da melhor maneira possível.