Выражения · 10 класс · урок 7 из 9 · Атанасян, «Геометрия 7–9», гл. VII § 4 и гл. XI § 1; Никольский, «Алгебра и начала анализа 10», § 7–9, Никольский 10, п. 9.2

Формулы приведения

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

Сначала нужно знать
Единичная окружность, знаки по четвертям, радианы
Зачем этот урок
ЕГЭ №8 — почти в каждом варианте; ЕГЭ №14
Дальше
Формулы сложения
Тригонометрические формулы · урок 7
Формулы приведения
Как свести любой угол к острому
Симметрия на окружности
απ − απ + α−α

Точки для углов α\alpha, π−α\pi - \alpha, π+α\pi + \alpha и −α-\alpha симметричны: относительно оси yy, центра и оси xx.

У симметричных точек координаты отличаются только знаками. Отсюда:

sin⁡(π−α)=sin⁡α\sin(\pi - \alpha) = \sin\alpha, cos⁡(π−α)=−cos⁡α\cos(\pi - \alpha) = -\cos\alpha;

sin⁡(π+α)=−sin⁡α\sin(\pi + \alpha) = -\sin\alpha, cos⁡(π+α)=−cos⁡α\cos(\pi + \alpha) = -\cos\alpha;

sin⁡(−α)=−sin⁡α\sin(-\alpha) = -\sin\alpha, cos⁡(−α)=cos⁡α\cos(-\alpha) = \cos\alpha.

Углы с π/2: функция меняется

Поворот на π2\dfrac{\pi}{2} меняет местами роли осей: что было абсциссой, становится ординатой.

Поэтому sin⁡(π2−α)=cos⁡α\sin\left(\dfrac{\pi}{2} - \alpha\right) = \cos\alpha и cos⁡(π2−α)=sin⁡α\cos\left(\dfrac{\pi}{2} - \alpha\right) = \sin\alpha. В прямоугольном треугольнике это видно сразу: синус одного острого угла — косинус другого.

Так же sin⁡(π2+α)=cos⁡α\sin\left(\dfrac{\pi}{2} + \alpha\right) = \cos\alpha, cos⁡(π2+α)=−sin⁡α\cos\left(\dfrac{\pi}{2} + \alpha\right) = -\sin\alpha.

Правило из двух вопросов
  • Меняется ли функция? Если в скобке π2\dfrac{\pi}{2} или 3π2\dfrac{3\pi}{2} — синус меняется на косинус, косинус на синус, тангенс на котангенс. Если π\pi или 2π2\pi — функция остаётся.
  • Какой знак? Считаем α\alpha острым, находим, в какой четверти лежит весь угол, и берём знак исходной функции в этой четверти.
  • Полные обороты 2πk2\pi k отбрасываем сразу.
  • Пример: cos⁡(3π2+α)\cos\left(\dfrac{3\pi}{2} + \alpha\right). Есть 3π2\dfrac{3\pi}{2} — косинус меняется на синус. Угол в IV четверти, косинус там плюс. Итог: sin⁡α\sin\alpha.
ЕГЭ, задание 8Пример 1
Найдите значение выражения 38cos⁡153∘cos⁡27∘\dfrac{38\cos 153^\circ}{\cos 27^\circ}.
  1. 153∘=180∘−27∘153^\circ = 180^\circ - 27^\circ.
  2. cos⁡(180∘−27∘)=−cos⁡27∘\cos(180^\circ - 27^\circ) = -\cos 27^\circ (функция не меняется, угол во II четверти, косинус там минус).
  3. 38⋅(−cos⁡27∘)cos⁡27∘=−38\dfrac{38\cdot(-\cos 27^\circ)}{\cos 27^\circ} = -38.
Ответ: −38
ЕГЭ, задание 8Пример 2
Найдите значение выражения 5sin⁡(α+2π)+11cos⁡(−π2+α)5\sin(\alpha + 2\pi) + 11\cos\left(-\dfrac{\pi}{2} + \alpha\right), если sin⁡α=0,8\sin\alpha = 0{,}8.
  1. sin⁡(α+2π)=sin⁡α\sin(\alpha + 2\pi) = \sin\alpha — полный оборот.
  2. cos⁡(−π2+α)=cos⁡(α−π2)\cos\left(-\dfrac{\pi}{2} + \alpha\right) = \cos\left(\alpha - \dfrac{\pi}{2}\right). Косинус чётный, поэтому это cos⁡(π2−α)=sin⁡α\cos\left(\dfrac{\pi}{2} - \alpha\right) = \sin\alpha.
  3. 5sin⁡α+11sin⁡α=16sin⁡α=16⋅0,8=12,85\sin\alpha + 11\sin\alpha = 16\sin\alpha = 16\cdot 0{,}8 = 12{,}8.
Ответ: 12,8
ЕГЭ, задание 8Пример 3
Найдите значение выражения 3cos⁡(π−β)+sin⁡(π2+β)cos⁡(β+3π)\dfrac{3\cos(\pi - \beta) + \sin\left(\dfrac{\pi}{2} + \beta\right)}{\cos(\beta + 3\pi)}.
  1. cos⁡(π−β)=−cos⁡β\cos(\pi - \beta) = -\cos\beta, sin⁡(π2+β)=cos⁡β\sin\left(\dfrac{\pi}{2} + \beta\right) = \cos\beta.
  2. cos⁡(β+3π)=cos⁡(β+π+2π)=cos⁡(β+π)=−cos⁡β\cos(\beta + 3\pi) = \cos(\beta + \pi + 2\pi) = \cos(\beta + \pi) = -\cos\beta.
  3. −3cos⁡β+cos⁡β−cos⁡β=−2cos⁡β−cos⁡β=2\dfrac{-3\cos\beta + \cos\beta}{-\cos\beta} = \dfrac{-2\cos\beta}{-\cos\beta} = 2.
Ответ: 2
ЕГЭ, задание 8Пример 4
Найдите 26cos⁡(3π2+α)26\cos\left(\dfrac{3\pi}{2} + \alpha\right), если cos⁡α=1213\cos\alpha = \dfrac{12}{13} и α∈(3π2; 2π)\alpha\in\left(\dfrac{3\pi}{2};\,2\pi\right).
  1. По правилу cos⁡(3π2+α)=sin⁡α\cos\left(\dfrac{3\pi}{2} + \alpha\right) = \sin\alpha.
  2. α\alpha в IV четверти, синус отрицательный: sin⁡α=−1−144169=−513\sin\alpha = -\sqrt{1 - \dfrac{144}{169}} = -\dfrac{5}{13}.
  3. 26⋅(−513)=−1026\cdot\left(-\dfrac{5}{13}\right) = -10.
Ответ: −10
ЕГЭ, задание 8Пример 5
Найдите tg⁡(α+5π2)\operatorname{tg}\left(\alpha + \dfrac{5\pi}{2}\right), если tg⁡ α=0,4\operatorname{tg}\,\alpha = 0{,}4.
  1. 5π2=2π+π2\dfrac{5\pi}{2} = 2\pi + \dfrac{\pi}{2}, полный оборот отбрасываем: tg⁡(α+π2)\operatorname{tg}\left(\alpha + \dfrac{\pi}{2}\right).
  2. Есть π2\dfrac{\pi}{2} — тангенс меняется на котангенс. Угол π2+α\dfrac{\pi}{2} + \alpha во II четверти, тангенс там минус: −ctg⁡ α-\operatorname{ctg}\,\alpha.
  3. −ctg⁡ α=−10,4=−2,5-\operatorname{ctg}\,\alpha = -\dfrac{1}{0{,}4} = -2{,}5.
Ответ: −2,5
Главное
  • Формулы приведения — следствие симметрии точек на единичной окружности.
  • π2\dfrac{\pi}{2} и 3π2\dfrac{3\pi}{2} меняют функцию, π\pi и 2π2\pi — нет.
  • Знак — исходной функции в той четверти, где лежит угол при остром α\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