Выражения · 10 класс · урок 6 из 9 · Атанасян, «Геометрия 7–9», гл. VII § 4 и гл. XI § 1; Никольский, «Алгебра и начала анализа 10», § 7–9, Никольский 10, п. 8.1–8.2

Тангенс и котангенс

Выход к заданиям: ЕГЭ №1, ЕГЭ №8, ЕГЭ №14

Сначала нужно знать
Единичная окружность, основное тождество
Зачем этот урок
ЕГЭ №8; ЕГЭ №14 (однородные уравнения)
Дальше
Формулы приведения
Тригонометрические формулы · урок 6
Тангенс и котангенс
Отношения синуса и косинуса
Определения

Для острого угла это прежнее «противолежащий на прилежащий». Для любого угла определение одно — через синус и косинус.

Тангенс не существует, когда cos⁡α=0\cos\alpha = 0: при 90∘90^\circ, 270∘270^\circ и т. д. Котангенс — когда sin⁡α=0\sin\alpha = 0: при 0∘0^\circ, 180∘180^\circ и т. д.

Котангенс — перевёрнутый тангенс: tg⁡ α⋅ctg⁡ α=1\operatorname{tg}\,\alpha\cdot\operatorname{ctg}\,\alpha = 1.

tg⁡ α=sin⁡αcos⁡α,ctg⁡ α=cos⁡αsin⁡α\operatorname{tg}\,\alpha = \dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha}, \qquad \operatorname{ctg}\,\alpha = \dfrac{\cos\alpha}{\sin\alpha}
Знаки и формулы
IIIIIIIVsin+ cos+sin+ cos−sin− cos−sin− cos+
  • Тангенс и котангенс положительны в I и III четвертях, отрицательны во II и IV.
  • 1+tg⁡2α=1cos⁡2α1 + \operatorname{tg}^2\alpha = \dfrac{1}{\cos^2\alpha} — тождество, поделённое на cos⁡2α\cos^2\alpha.
  • 1+ctg⁡2α=1sin⁡2α1 + \operatorname{ctg}^2\alpha = \dfrac{1}{\sin^2\alpha} — тождество, поделённое на sin⁡2α\sin^2\alpha.
  • Таблица: tg⁡ 30∘=33\operatorname{tg}\,30^\circ = \dfrac{\sqrt3}{3}, tg⁡ 45∘=1\operatorname{tg}\,45^\circ = 1, tg⁡ 60∘=3\operatorname{tg}\,60^\circ = \sqrt3; котангенсы — в обратном порядке.
Если дан тангенс, а в выражении синус и косинус

Частый ход ЕГЭ №8: известен tg⁡ α\operatorname{tg}\,\alpha, нужно значение дроби с синусами и косинусами.

Из определения sin⁡α=tg⁡ α⋅cos⁡α\sin\alpha = \operatorname{tg}\,\alpha\cdot\cos\alpha. Подставляем — и косинусы сокращаются, если каждое слагаемое содержит синус или косинус в первой степени.

Другой вариант того же — поделить числитель и знаменатель на cos⁡α\cos\alpha.

ЕГЭ, задание 8Пример 1
Найдите 3cos⁡α−15sin⁡α+165sin⁡α−cos⁡α+4\dfrac{3\cos\alpha - 15\sin\alpha + 16}{5\sin\alpha - \cos\alpha + 4}, если tg⁡ α=0,2\operatorname{tg}\,\alpha = 0{,}2.
  1. sin⁡α=tg⁡ α⋅cos⁡α=0,2cos⁡α\sin\alpha = \operatorname{tg}\,\alpha\cdot\cos\alpha = 0{,}2\cos\alpha.
  2. Числитель: 3cos⁡α−15⋅0,2cos⁡α+16=3cos⁡α−3cos⁡α+16=163\cos\alpha - 15\cdot 0{,}2\cos\alpha + 16 = 3\cos\alpha - 3\cos\alpha + 16 = 16.
  3. Знаменатель: 5⋅0,2cos⁡α−cos⁡α+4=cos⁡α−cos⁡α+4=45\cdot 0{,}2\cos\alpha - \cos\alpha + 4 = \cos\alpha - \cos\alpha + 4 = 4.
  4. Значение: 164=4\dfrac{16}{4} = 4.
Ответ: 4
ЕГЭ, задание 8Пример 2
Найдите tg⁡ α\operatorname{tg}\,\alpha, если sin⁡α=541\sin\alpha = \dfrac{5}{\sqrt{41}} и α∈(π2; π)\alpha\in\left(\dfrac{\pi}{2};\,\pi\right).
  1. Во II четверти косинус отрицателен: cos⁡α=−1−2541=−441\cos\alpha = -\sqrt{1 - \dfrac{25}{41}} = -\dfrac{4}{\sqrt{41}}.
  2. tg⁡ α=sin⁡αcos⁡α=−54=−1,25\operatorname{tg}\,\alpha = \dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha} = -\dfrac54 = -1{,}25.
  3. Проверка знака: во II четверти тангенс отрицателен — сходится.
Ответ: −1,25
Главное
  • tg⁡=sin⁡cos⁡\operatorname{tg} = \dfrac{\sin}{\cos}, ctg⁡=cos⁡sin⁡\operatorname{ctg} = \dfrac{\cos}{\sin}, tg⁡⋅ctg⁡=1\operatorname{tg}\cdot\operatorname{ctg} = 1.
  • Знаки: плюс в I и III четвертях.
  • Дан тангенс — выражаем синус через косинус или делим на cos⁡α\cos\alpha.

Все уроки станции «Тригонометрические формулы»

  1. Синус, косинус и тангенс острого угла
  2. Табличные значения: откуда берутся 30°, 45° и 60°
  3. Основное тригонометрическое тождество
  4. Единичная окружность как следствие тождества
  5. Радианная мера угла
  6. Тангенс и котангенс
  7. Формулы приведения
  8. Формулы сложения
  9. Двойные углы. Понижение степени