Соотношения между тригонометрическими функциями половинного угла и косинусом целого угла
Складывая и вычитая почленно тождества
1 = cos2 α/2 + sin2 α/2
и
cos α = cos2 α/2 — sin2 α/2
получаем:
1 + cos α = 2 cos2 α/2 (1)
1 — cos α = 2 sin2 α/2 (2)
Эти две формулы очень часто используются для преобразования различных тригонометрических выражений. Кроме того, они позволяют выразить синус и косинус половинного угла через косинус целого угла:
Из последних двух формул, в свою очередь, вытекает тождество
Знаки (+ или —) перед радикалами в формулах (3), (4) и (5) выбираются в зависимости от того, в какой четверти оканчивается угол α/2. Если, например, π/2 < α/2< π , то в формуле (4) нужно взять знак плюс, а в формулах (3) и (5) — минус (синусы углов, оканчивающихся во 2-й четверти, положительны, а косинусы
и тангенсы — отрицательны).
Примеры. 1) Найти синус и косинус угла 22°30'
По формуле (4) получаем ( α/2 = 22°30' α = 45°):
Знак + перед радикалом мы выбрали потому, что синус угла 22°30' положителен.
Аналогично, исходя из формулы (3), получим:
2) Найти tg π/8
По формуле (5) получаем ( α/2 = π/8 α = π/4):
Упражнения
1. Доказать тождества :
а). 1 + 2 cos 2α + cos 4α = 4 cos2 α cos 2α.
б). 1 — 2 cos 3α + cos 6α = — 4 sin2 3α/2 • cos 3α.
в). 1 + sin α = 2cos2 (π/4 — α/2).
г). 1— sin α = 2sin2 (π/4 — α/2).
2. Упростить выражение
3. Найти sin α, cos α и tg α, если известно, что cos 2α = —0,6.
4. Найти sin α/2, cos α/2 и tg α/2, если известно, что | cos α | = 0,6, причем угол α, оканчивается во 2-й четверти,
5. Найти tg α, если sin 2α = 1/3.
6. Вычислить:
а). sin ( 1/2 arccos 0,8 ). в). tg [ 1/2 arcsin (— 0,8 )]
б). cos ( 1/2 arcsin 0,6 ) г). tg [ 1/2 arctg (— 0,75 )]
|