Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Trygonometria

Jedynka trygonometrycznaPodstawa

Opanuj jedynkę trygonometryczną i stosuj ją do obliczania brakującego sinusa lub cosinusa. Prawidłowo wybieraj znak wyniku.

Matematyka ·1 min czytania ·6 ćwiczeń


Jedynka trygonometryczna to równość \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\). Pozwala obliczyć kwadrat jednej funkcji na podstawie drugiej oraz upraszczać wyrażenia. Kluczowe jest rozróżnienie wartości funkcji od jej kwadratu.

Co oznacza zapis z dwójką?

Zapis \(\sin^2\alpha\) jest skrótem \((\sin\alpha)^2\): najpierw ustalamy sinus kąta, potem mnożymy tę liczbę przez siebie. Na przykład jeśli \(\sin\alpha=\frac35\), to \(\sin^2\alpha=\frac9{25}\). Nie jest to \(\sin(2\alpha)\) ani \(\sin(\alpha^2)\).

Podobnie \(\cos^2\alpha=(\cos\alpha)^2\). W jedynce trygonometrycznej sumujemy właśnie te dwa kwadraty. Równość \(\sin\alpha+\cos\alpha=1\) nie jest ogólną zasadą.

Dlaczego suma wynosi jeden?

W trójkącie prostokątnym oznaczmy przyprostokątne przez \(a,b\), a przeciwprostokątną przez \(c\). Dla kąta naprzeciw \(a\) mamy \(\sin\alpha=\frac ac\) i \(\cos\alpha=\frac bc\). Zatem suma kwadratów wynosi \(\frac{a^2+b^2}{c^2}\). Twierdzenie Pitagorasa zastępuje licznik przez \(c^2\), więc iloraz wynosi \(1\).

\[\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1,\qquad \cos^2\alpha=1-\sin^2\alpha\]

Aby znaleźć sam cosinus, trzeba jeszcze wyciągnąć pierwiastek i ustalić znak. Analogicznie \(\sin^2\alpha=1-\cos^2\alpha\).

Tożsamość obowiązuje również dla kątów innych niż ostre. Jednak dodatni znak sinusa i cosinusa w kolejnych przykładach wynika z wyraźnego założenia, że kąt jest ostry.

Przykład obliczenia cosinusa

Wiemy, że \(\alpha\) jest ostry i \(\sin\alpha=\frac9{41}\).

  1. Podnieś cały ułamek do kwadratu, czyli osobno licznik i mianownik.\(\sin^2\alpha=\frac{81}{1681}\)
  2. Odejmij ten kwadrat od jedności ze wspólnym mianownikiem.\(\cos^2\alpha=\frac{1681}{1681}-\frac{81}{1681}=\frac{1600}{1681}\)
  3. Wybierz dodatni pierwiastek, bo kąt jest ostry.\(\cos\alpha=\frac{40}{41}\)

Kontrola: \(\frac{81}{1681}+\frac{1600}{1681}=1\). Nie musimy znać kąta w stopniach.

Gdy pytanie dotyczy kwadratu

Jeśli \(\sin^2\alpha=0{,}36\), to od razu \(\cos^2\alpha=1-0{,}36=0{,}64\). Na tym kończymy, jeśli pytano o kwadrat cosinusa. Jeżeli pytano o sam cosinus kąta ostrego, wykonujemy dodatkowy krok: \(\cos\alpha=\sqrt{0{,}64}=0{,}8\).

Jeśli nie znamy rodzaju kąta, równanie \(\cos^2\alpha=0{,}64\) pozwala na wartości \(0{,}8\) i \(-0{,}8\). Sam kwadrat nie wyznacza znaku.

Typowy błąd

Z \(\sin\alpha=\frac35\) wynika \(\cos\alpha=1-\frac35=\frac25\).Pominięto podnoszenie do kwadratu i pierwiastkowanie.
\(\cos\alpha=\sqrt{1-\frac9{25}}=\frac45\) dla kąta ostrego.

Zastosowanie do uproszczeń

Wyrażenie \(3\sin^2\alpha+3\cos^2\alpha\) ma wspólny czynnik \(3\). Wyłączamy go przed nawias: \(3(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha)=3\cdot1=3\). Zanim liczysz konkretne wartości funkcji, sprawdź, czy w wyrażeniu występuje cała jedynka trygonometryczna.

Najczęstsze pytania

Czy \(\sin^2\alpha\) oznacza sinus podwojonego kąta?
Nie. Oznacza kwadrat wartości sinusa: \((\sin\alpha)^2\). Sinus podwojonego kąta zapisujemy \(\sin(2\alpha)\).
Dlaczego przy kącie ostrym wybieramy dodatni pierwiastek?
Sinus i cosinus kąta ostrego są ilorazami dodatnich długości boków, więc są dodatnie.

Poćwicz

ABCD

Jeśli \(\sin\alpha=\frac35\), ile wynosi \(\sin^2\alpha\)?

ABCD

Dla kąta ostrego \(\sin\alpha=\frac{9}{41}\). Cosinus wynosi:

ABCD

Jeśli \(\cos\alpha=\frac{12}{13}\), sinus kąta ostrego wynosi:

ABCD

Jeśli \(\sin^2\alpha=0{,}36\), to \(\cos^2\alpha\) wynosi:

ABCD

Dla kąta ostrego, gdy \(\cos^2\alpha=0{,}81\), cosinus wynosi:

ABCD

Która równość wynika z jedynki trygonometrycznej?

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)