Funkcje trygonometryczne kąta ostrego

Sinus, cosinus i tangens to po prostu ilorazy dwóch boków trójkąta prostokątnego. Nie zależą od tego, jak duży jest trójkąt, tylko od kąta. Dlatego da się je spisać w tabelę, która czeka na Ciebie na karcie wzorów. W tym rozdziale uczysz się, który bok dzielić przez który, skąd biorą się wartości dla 30∘30^\circ, 45∘45^\circ i 60∘60^\circ i jak czytać tablicę.

Dział VII: Trygonometria. Matura podstawowa i rozszerzona. Około 45 minut, 3 przykłady i 8 zadań z rozwiązaniami. Aktualizacja: .

Po tym poradniku:

  • nazywasz boki trójkąta prostokątnego względem kąta: naprzeciw kąta, przy kącie, przeciwprostokątna
  • obliczasz sin⁡α\sin\alpha, cos⁡α\cos\alpha i tg⁡α\operatorname{tg}\alpha z długości boków
  • znasz (albo szybko wyprowadzasz) wartości dla 30∘30^\circ, 45∘45^\circ i 60∘60^\circ
  • odczytujesz z tablicy wartość funkcji i przybliżoną miarę kąta

Sinus, cosinus i tangens w trójkącie prostokątnym

Weź trójkąt prostokątny i jeden z jego kątów ostrych, α\alpha. Boki nazywasz względem tego kąta:

  • przeciwprostokątna cc: najdłuższy bok, naprzeciw kąta prostego;
  • przyprostokątna naprzeciw kąta α\alpha: tu aa;
  • przyprostokątna przy kącie α\alpha: tu bb, jedno z ramion kąta α\alpha.

Oznaczenia są takie jak na karcie wzorów: kąt prosty w CC, kąt α\alpha w AA.

bcaαCAB
Kąt α\alpha przy wierzchołku AA: bok aa leży naprzeciw niego, bok bb przy nim.
sin⁡α=accos⁡α=bctg⁡α=ab\sin\alpha = \frac{a}{c} \qquad \cos\alpha = \frac{b}{c} \qquad \operatorname{tg}\alpha = \frac{a}{b}
naprzeciw przez przeciwprostokątną, przy kącie przez przeciwprostokątną, naprzeciw przez przy kącie

Sprawdź na suwakach, że wielkość trójkąta nie ma znaczenia. Gdy powiększasz trójkąt, wszystkie boki rosną tyle samo razy, więc ilorazy się nie zmieniają. Zmieniają się dopiero, gdy ruszysz kąt.

Przykład Trzy funkcje z trzech boków

W trójkącie prostokątnym przyprostokątne mają długości 55 i 1212. Kąt α\alpha leży naprzeciw krótszej przyprostokątnej. Oblicz sin⁡α\sin\alpha, cos⁡α\cos\alpha i tg⁡α\operatorname{tg}\alpha.

  1. Najpierw przeciwprostokątna z twierdzenia Pitagorasa: c2=52+122=25+144=169c^2 = 5^2 + 12^2 = \hl{25 + 144} = 169

    Komentarz:
    Najpierw kwadraty, potem suma, na końcu pierwiastek. 25+144\sqrt{25 + 144} to nie 5+125 + 12.
  2. c=169=13c = \sqrt{169} = \hl{13}
  3. Naprzeciw kąta α\alpha leży a=5\hl{a = 5}, przy kącie α\alpha leży b=12\hl{b = 12}.

    Komentarz:
    Bok naprzeciw kąta to ten, który go nie dotyka. Zaznacz α\alpha na szkicu, zanim coś podstawisz.
  4. Sinus to bok naprzeciw kąta przez przeciwprostokątną: sin⁡α=513\sin\alpha = \frac{\hl{5}}{13}

    Typowy błąd

    Źle:

    Sinus to bok naprzeciw kąta przez przeciwprostokątną: sin⁡α=1213\sin\alpha = \frac{\pen{12}}{13}

    Co poszło nie tak:
    1212 leży przy kącie, więc to cosinus. Sinus i cosinus się zamienią, a tangens wyjdzie 125\frac{12}{5}.
  5. Cosinus to bok przy kącie przez przeciwprostokątną: cos⁡α=1213\cos\alpha = \frac{\hl{12}}{13}

  6. Tangens to bok naprzeciw kąta przez bok przy kącie: tg⁡α=512\operatorname{tg}\alpha = \frac{\hl{5}}{\hl{12}}

    Komentarz:
    W tangensie nie ma przeciwprostokątnej: 513:1213=512\frac{5}{13} : \frac{12}{13} = \frac{5}{12}.
  7. Kontrola: sinus i cosinus kąta ostrego są mniejsze od 11, bo przyprostokątna jest krótsza od przeciwprostokątnej. Tutaj wszystko się zgadza.

Zadanie 1

1 pkt

W trójkącie prostokątnym ABCABC kąt przy wierzchołku CC jest prosty, ∣BC∣=8|BC| = 8, ∣AC∣=15|AC| = 15 i ∣AB∣=17|AB| = 17 (zobacz rysunek). Sinus kąta α\alpha przy wierzchołku AA jest równy:

15178αCAB
  • A.
    817\frac{8}{17}
  • B.
    1517\frac{15}{17}
  • C.
    815\frac{8}{15}
  • D.
    178\frac{17}{8}
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 1
Odpowiedź:
A. 817\frac{8}{17}

Rozwiązanie

  1. Naprzeciw kąta α\alpha (przy AA) leży bok BCBC, bo nie wychodzi z wierzchołka AA.

  2. sin⁡α=∣BC∣∣AB∣=817\sin\alpha = \frac{|BC|}{|AB|} = \frac{8}{17}

Skąd biorą się błędne odpowiedzi

  • B
    To cosinus: bok AC=15AC = 15 leży przy kącie α\alpha, a sinus bierze bok naprzeciw kąta.
  • C
    To tangens: dwie przyprostokątne. Sinus dzieli bok naprzeciw kąta przez przeciwprostokątną.
  • D
    Ułamek odwrócony. Taki „sinus” jest większy od 11, a to niemożliwe, bo przyprostokątna jest krótsza od przeciwprostokątnej.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 1

Zadanie 2

2 pkt

W trójkącie prostokątnym ABCABC kąt przy wierzchołku CC jest prosty, ∣AC∣=24|AC| = 24 i ∣BC∣=7|BC| = 7. Kąt przy wierzchołku AA oznaczamy α\alpha. Oblicz sin⁡α\sin\alpha, cos⁡α\cos\alpha i tg⁡α\operatorname{tg}\alpha. Wyniki wpisz jako ułamki, np. 3/5.

247αCAB
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 2

Odpowiedź:

  • sin⁡α=\sin\alpha = 0,280{,}28
  • cos⁡α=\cos\alpha = 0,960{,}96
  • tg⁡α=\operatorname{tg}\alpha = 0,2916666670{,}291666667

Rozwiązanie

  1. ∣AB∣=576+49=625=25|AB| = \sqrt{576 + 49} = \sqrt{625} = 25
  2. Naprzeciw kąta α\alpha leży ∣BC∣=7|BC| = 7, przy kącie α\alpha leży ∣AC∣=24|AC| = 24.

  3. sin⁡α=725=0,28,cos⁡α=2425=0,96,tg⁡α=724\sin\alpha = \frac{7}{25} = 0{,}28, \qquad \cos\alpha = \frac{24}{25} = 0{,}96, \qquad \operatorname{tg}\alpha = \frac{7}{24}

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 2

Dwa kąty ostre jednego trójkąta

Trójkąt prostokątny ma dwa kąty ostre: α\alpha przy AA i β\beta przy BB. Razem dają 90∘90^\circ. Bok, który dla α\alpha leży naprzeciw, dla β\beta leży przy kącie, i odwrotnie. Przeciwprostokątna jest wspólna.

bcaαβCAB
sin⁡β=bc=cos⁡αcos⁡β=ac=sin⁡αtg⁡β=ba=1tg⁡α\sin\beta = \frac{b}{c} = \cos\alpha \qquad \cos\beta = \frac{a}{c} = \sin\alpha \qquad \operatorname{tg}\beta = \frac{b}{a} = \frac{1}{\operatorname{tg}\alpha}
dla kątów ostrych jednego trójkąta prostokątnego, czyli gdy α + β = 90°

Zadanie 3

2 pkt

Kąty α\alpha i β\beta są kątami ostrymi tego samego trójkąta prostokątnego. Oceń, czy zdanie jest prawdziwe dla każdego takiego trójkąta.

Oceń każde zdanie: prawda (P) czy fałsz (F)?

  1. sin⁡α=cos⁡β\sin\alpha = \cos\beta
  2. tg⁡α=tg⁡β\operatorname{tg}\alpha = \operatorname{tg}\beta
  3. tg⁡α⋅tg⁡β=1\operatorname{tg}\alpha \cdot \operatorname{tg}\beta = 1
  4. sin⁡α+sin⁡β=1\sin\alpha + \sin\beta = 1
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 3

Odpowiedź:

  • sin⁡α=cos⁡β\sin\alpha = \cos\beta: P (prawda)
  • tg⁡α=tg⁡β\operatorname{tg}\alpha = \operatorname{tg}\beta: F (fałsz)
  • tg⁡α⋅tg⁡β=1\operatorname{tg}\alpha \cdot \operatorname{tg}\beta = 1: P (prawda)
  • sin⁡α+sin⁡β=1\sin\alpha + \sin\beta = 1: F (fałsz)

Rozwiązanie

  1. Z rysunku: sin⁡α=ac\sin\alpha = \frac{a}{c}, cos⁡β=ac\cos\beta = \frac{a}{c}, tg⁡α=ab\operatorname{tg}\alpha = \frac{a}{b}, tg⁡β=ba\operatorname{tg}\beta = \frac{b}{a}.

  2. Stąd sin⁡α=cos⁡β\sin\alpha = \cos\beta i tg⁡α⋅tg⁡β=1\operatorname{tg}\alpha \cdot \operatorname{tg}\beta = 1.

  3. sin⁡α+sin⁡β=a+bc>1\sin\alpha + \sin\beta = \frac{a + b}{c} > 1, bo a+b>ca + b > c (nierówność trójkąta).

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 3

Zadanie 4

1 pkt

Kąty α\alpha i β\beta są kątami ostrymi trójkąta prostokątnego, a tg⁡α=25\operatorname{tg}\alpha = \frac{2}{5}. Oblicz tg⁡β\operatorname{tg}\beta.

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 4
Odpowiedź:
tg⁡β=\operatorname{tg}\beta = 2,52{,}5

Rozwiązanie

  1. tg⁡α=25\operatorname{tg}\alpha = \frac{2}{5}, więc przyprostokątne mogą mieć długości 22 (naprzeciw α\alpha) i 55 (przy α\alpha).

  2. tg⁡β=52=2,5\operatorname{tg}\beta = \frac{5}{2} = 2{,}5

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 4

Wolisz sprawdzać od razu? W kursie te same zadania oceniają się same, a przy błędnej odpowiedzi widzisz, co poszło nie tak. Przećwicz ten rozdział w kursie, za darmo

Kąty 30°, 45° i 60°

Dla trzech kątów wartości są dokładne, z pierwiastkami. Nie trzeba ich pamiętać na ślepo, bo biorą się z dwóch prostych figur:

  • połowa kwadratu o boku 11: trójkąt o kątach 45∘45^\circ, 45∘45^\circ, 90∘90^\circ, z przyprostokątnymi 11 i 11 oraz przeciwprostokątną 2\sqrt{2} (przekątna kwadratu);
  • połowa trójkąta równobocznego o boku 22: trójkąt o kątach 30∘30^\circ, 60∘60^\circ, 90∘90^\circ, z bokami 11, 3\sqrt{3} i 22.
1122h60°30°ADBC
Wysokość dzieli trójkąt równoboczny na dwa trójkąty o kątach 30∘30^\circ, 60∘60^\circ i 90∘90^\circ.

Przykład Wartości dla 30° i 60° z trójkąta równobocznego

Korzystając z rysunku, wyznacz sin⁡60∘\sin 60^\circ, cos⁡60∘\cos 60^\circ, tg⁡60∘\operatorname{tg} 60^\circ oraz sin⁡30∘\sin 30^\circ, cos⁡30∘\cos 30^\circ, tg⁡30∘\operatorname{tg} 30^\circ.

  1. Wysokość z twierdzenia Pitagorasa w trójkącie ADCADC: h=22−12=3h = \sqrt{2^2 - 1^2} = \sqrt{3}

  2. Kąt 60∘60^\circ przy AA: naprzeciw leży h=3h = \sqrt{3}, przy kącie ∣AD∣=1|AD| = 1, przeciwprostokątna 22. sin⁡60∘=32,cos⁡60∘=12,tg⁡60∘=31=3\sin 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}, \quad \cos 60^\circ = \frac{1}{2}, \quad \operatorname{tg} 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{1} = \sqrt{3}

  3. Kąt 30∘30^\circ przy CC: role przyprostokątnych się zamieniają. sin⁡30∘=12,cos⁡30∘=32,tg⁡30∘=13=33\sin 30^\circ = \frac{1}{2}, \quad \cos 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}, \quad \operatorname{tg} 30^\circ = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3}

  4. Z połowy kwadratu tak samo: sin⁡45∘=cos⁡45∘=12=22\sin 45^\circ = \cos 45^\circ = \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2} i tg⁡45∘=11=1\operatorname{tg} 45^\circ = \frac{1}{1} = 1.

30∘45∘60∘sin⁡122232cos⁡322212tg⁡3313\begin{array}{c|ccc} & 30^\circ & 45^\circ & 60^\circ \\ \hline \sin & \frac{1}{2} & \frac{\sqrt{2}}{2} & \frac{\sqrt{3}}{2} \\[4pt] \cos & \frac{\sqrt{3}}{2} & \frac{\sqrt{2}}{2} & \frac{1}{2} \\[4pt] \operatorname{tg} & \frac{\sqrt{3}}{3} & 1 & \sqrt{3} \end{array}
sinus rośnie, cosinus maleje; cos 30° = sin 60° i cos 60° = sin 30°

Zadanie 5

1 pkt

Wartość wyrażenia sin⁡60∘⋅tg⁡30∘\sin 60^\circ \cdot \operatorname{tg} 30^\circ jest równa:

  • A.
    12\frac{1}{2}
  • B.
    36\frac{\sqrt{3}}{6}
  • C.
    32\frac{3}{2}
  • D.
    34\frac{3}{4}
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 5
Odpowiedź:
A. 12\frac{1}{2}

Rozwiązanie

  1. sin⁡60∘=32\sin 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2} i tg⁡30∘=33\operatorname{tg} 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{3}.

  2. 32⋅33=36=12\frac{\sqrt{3}}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{3} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}

Skąd biorą się błędne odpowiedzi

  • B
    Tak wychodzi, gdy za sin⁡60∘\sin 60^\circ wstawisz 12\frac{1}{2}, czyli sinus 30∘30^\circ.
  • C
    Tak wychodzi, gdy za tg⁡30∘\operatorname{tg} 30^\circ wstawisz 3\sqrt{3}, czyli tangens 60∘60^\circ.
  • D
    Tak wychodzi, gdy za tg⁡30∘\operatorname{tg} 30^\circ wstawisz 32\frac{\sqrt{3}}{2}, czyli cosinus 30∘30^\circ.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 5

Zadanie 6

1 pkt

Oblicz dokładną wartość wyrażenia 2sin⁡60∘+tg⁡30∘2\sin 60^\circ + \operatorname{tg} 30^\circ. Pierwiastek wpisz jako sqrt(3) albo √3, np. 5sqrt(3)/2.

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 6
Odpowiedź:
wartość:: 433\frac{4\sqrt{3}}{3}

Rozwiązanie

  1. 2⋅32+33=3+33=33+33=4332 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{\sqrt{3}}{3} = \sqrt{3} + \frac{\sqrt{3}}{3} = \frac{3\sqrt{3} + \sqrt{3}}{3} = \frac{4\sqrt{3}}{3}

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 6

Tablica wartości i szukanie kąta

Dla innych kątów wartości są liczbami niewymiernymi, więc używasz przybliżeń z tablicy. Tablica działa w obie strony:

  • znasz kąt, szukasz wartości: czytasz wiersz kąta, np. sin⁡40∘≈0,6428\sin 40^\circ \approx 0{,}6428;
  • znasz wartość, szukasz kąta: w odpowiedniej kolumnie szukasz liczby najbliższej podanej i czytasz kąt.

Pomaga to, jak zachowują się funkcje kąta ostrego. Gdy kąt rośnie od 0∘0^\circ do 90∘90^\circ:

  • sin⁡α\sin\alpha rośnie od 00 do 11;
  • cos⁡α\cos\alpha maleje od 11 do 00;
  • tg⁡α\operatorname{tg}\alpha rośnie od 00 i może być dowolnie duży (dla 89∘89^\circ jest już ponad 5757).

Dla kąta ostrego zawsze 0<sin⁡α<10 < \sin\alpha < 1 i 0<cos⁡α<10 < \cos\alpha < 1, bo przyprostokątna jest krótsza od przeciwprostokątnej.

Przykład Kąt z wartości sinusa

Kąt α\alpha jest ostry i sin⁡α=0,4\sin\alpha = 0{,}4. Korzystając z tablicy, podaj miarę α\alpha z dokładnością do 1∘1^\circ.

  1. W kolumnie sin⁡\sin szukasz liczb wokół 0,40{,}4: sin⁡23∘≈0,3907\sin 23^\circ \approx 0{,}3907 i sin⁡24∘≈0,4067\sin 24^\circ \approx 0{,}4067.

  2. Odległości od 0,40{,}4: 0,4−0,3907=0,00930{,}4 - 0{,}3907 = 0{,}0093 oraz 0,4067−0,4=0,00670{,}4067 - 0{,}4 = 0{,}0067.

  3. Bliżej jest sin⁡24∘\sin 24^\circ, więc α≈24∘\alpha \approx 24^\circ.

Zadanie 7

2 pkt

Kąty α\alpha i β\beta są ostre, tg⁡α≈0,7265\operatorname{tg}\alpha \approx 0{,}7265 i sin⁡β≈0,9135\sin\beta \approx 0{,}9135. Korzystając z tablicy wartości funkcji trygonometrycznych, podaj miary tych kątów w stopniach.

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 7

Odpowiedź:

  • α=\alpha = 3636
  • β=\beta = 6666

Rozwiązanie

  1. W kolumnie tg⁡\operatorname{tg}: tg⁡36∘≈0,7265\operatorname{tg} 36^\circ \approx 0{,}7265, więc α=36∘\alpha = 36^\circ.

  2. W kolumnie sin⁡\sin: sin⁡66∘≈0,9135\sin 66^\circ \approx 0{,}9135, więc β=66∘\beta = 66^\circ. (Ta sama liczba to też cos⁡24∘\cos 24^\circ, ale pytamy o sinus.)

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 7

Zadanie 8

2 pkt

Oceń prawdziwość zdań. Możesz korzystać z tablicy wartości funkcji trygonometrycznych.

Oceń każde zdanie: prawda (P) czy fałsz (F)?

  1. sin⁡25∘<sin⁡65∘\sin 25^\circ < \sin 65^\circ
  2. cos⁡25∘<cos⁡65∘\cos 25^\circ < \cos 65^\circ
  3. tg⁡80∘>5\operatorname{tg} 80^\circ > 5
  4. Istnieje kąt ostry α\alpha, dla którego sin⁡α=1,2\sin\alpha = 1{,}2.
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 8

Odpowiedź:

  • sin⁡25∘<sin⁡65∘\sin 25^\circ < \sin 65^\circ: P (prawda)
  • cos⁡25∘<cos⁡65∘\cos 25^\circ < \cos 65^\circ: F (fałsz)
  • tg⁡80∘>5\operatorname{tg} 80^\circ > 5: P (prawda)
  • Istnieje kąt ostry α\alpha, dla którego sin⁡α=1,2\sin\alpha = 1{,}2.: F (fałsz)

Rozwiązanie

  1. Dla kątów ostrych: sinus i tangens rosną, cosinus maleje.

  2. 0<sin⁡α<10 < \sin\alpha < 1 i 0<cos⁡α<10 < \cos\alpha < 1, a tg⁡α\operatorname{tg}\alpha może być dowolną liczbą dodatnią.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 8

Ściąga: najważniejsze wzory

Przepisz ją do zeszytu. Przepisywanie też uczy.

sin⁡α=ac,cos⁡α=bc,tg⁡α=ab\sin\alpha = \frac{a}{c}, \quad \cos\alpha = \frac{b}{c}, \quad \operatorname{tg}\alpha = \frac{a}{b}
a naprzeciw kąta, b przy kącie, c przeciwprostokątna
α+β=90∘  ⇒  sin⁡α=cos⁡β,tg⁡β=1tg⁡α\alpha + \beta = 90^\circ \;\Rightarrow\; \sin\alpha = \cos\beta, \quad \operatorname{tg}\beta = \frac{1}{\operatorname{tg}\alpha}
dwa kąty ostre jednego trójkąta prostokątnego
sin⁡30∘=12,sin⁡45∘=22,sin⁡60∘=32\sin 30^\circ = \tfrac{1}{2}, \quad \sin 45^\circ = \tfrac{\sqrt{2}}{2}, \quad \sin 60^\circ = \tfrac{\sqrt{3}}{2}
cosinusy w odwrotnej kolejności; tg 30° = √3/3, tg 45° = 1, tg 60° = √3
0<sin⁡α<1,0<cos⁡α<1,tg⁡α>00 < \sin\alpha < 1, \quad 0 < \cos\alpha < 1, \quad \operatorname{tg}\alpha > 0
dla kąta ostrego; sinus i tangens rosną, cosinus maleje

Inne poradniki

Wszystkie poradniki