基本的な関係の実証
円の中のピタゴラス
点$P=(\cos x,\sin x)$は原点から1単位離れたところにあります。軸上の投影は、$|\cos x|$ と $|\sin x|$ を辺とする直角三角形を形成します。ピタゴラスを適用すると、次のようになります。
$$\sin^2x+\cos^2x=1.$$軸上では、等しいことが直接検証されます。1 つの座標はゼロで、もう 1 つの座標は係数 1 です。したがって、同一性はすべての実 $x$ に当てはまります。
関係を結びつける
定義と以前のアイデンティティは以下を提供します。
$$\tan x=\frac{\sin x}{\cos x},\quad \cot x=\frac{\cos x}{\sin x},$$$$\sec x=\frac1{\cos x},\quad\csc x=\frac1{\sin x}.$$
基本的な同一性を $\cos^2x$ で割ると、$\cos x\ne0$ が必要になり、次のようになります。
$$1+\tan^2x=\sec^2x.$$$\sin^2x$ を $\sin x\ne0$ で割ると、次のようになります。
$$1+\cot^2x=\csc^2x.$$サインとコサインがゼロでない場合でも、$\tan x\cot x=1$ は有効です。これらの結果は、分母の条件を無視するものではありません。
例: 他の関数を取得する
第 2 象限に $\sin x=5/13$ と $x$ があるとします。それから:
$$\cos^2x=1-\frac{25}{169}=\frac{144}{169}.$$この象限ではコサインが負であるため、$\cos x=-12/13$ になります。したがって、次のようになります。
$$\tan x=-\frac5{12},\quad\cot x=-\frac{12}{5},\quad \sec x=-\frac{13}{12},\quad\csc x=\frac{13}{5}.$$平方根には 2 つの符号の可能性があります。象限は選択を可能にするデータです。
表記上の注意
$\sin^2x$は$(\sin x)^2$を意味します。 $\sin(x^2)$ は入力の 2 乗にサインを適用するものであり、別の関数です。同様に、正方形間の同一性では、符号を考慮せずに値を直接同等にすることはできません。
日常生活での応用
- 傾斜面。 ランプ上の重りの成分 $P\operatorname{sen}\alpha$ と $P\cos\alpha$ は、基本的な関係によって重みを再構成します。
- 電気エネルギー。 有効電力、無効電力、皮相電力は、$P = S\cos\varphi$ と $Q = S\operatorname{sen}\varphi$ で直角三角形 $S^2 = P^2 + Q^2$ を形成します。
- データを取得します。 センサーが角度のコサインのみを測定する場合、基本的な関係によりサインが返されます。欠落しているのは象限からの信号だけです。
決意を持って練習する
1 $\tan x=3/4$の場合は$\sec^2x$を計算します。
解像度確認1
$\sec^2x=1+9/16=25/16$。正方形は決まっています。セカントの符号は象限によって異なります。
2. $\cos x=-3/5$ と $x$ が第 3 象限にある場合、正弦を計算します。
解像度確認2
$\sin^2x=1-9/25=16/25$。第 3 象限では、$\sin x=-4/5$。
インタラクティブブックでは
すべてのデモンストレーションと演習の完全なリストを含む同じ主題が、インタラクティブな三角関数の本に含まれています。
このクラスは、このトピックの短い紹介です。この本では、理論に、その章の解決済みおよび提案された演習が付属しています。
ステージインデックス · ← 前のクラス · 次のクラス→