Перейти к содержанию
Educora
Продвинутый9–10 классы18 мин32 / 82

Основы тригонометрии

Синус, косинус и тангенс острого угла, значения для особых углов, единичная окружность и основное тригонометрическое тождество.

Проверь себя
В этом уроке ты узнаешь
  • Определять sin, cos и tg в прямоугольном треугольнике
  • Знать значения тригонометрических функций для 30°, 45° и 60°
  • Вычислять неизвестную сторону или высоту
  • Видеть синус и косинус на единичной окружности

Как измерить высоту Девичьей башни в Баку, не поднимаясь на неё? Достаточно встать на некотором расстоянии, измерить угол, под которым видна вершина, и применить тригонометрию. Тригонометрия изучает связь между углами и сторонами треугольника; её каждый день используют в инженерном деле, астрономии и навигации.

Синус, косинус и тангенс в прямоугольном треугольнике

Возьмём острый угол α прямоугольного треугольника. Катет, лежащий напротив угла, называют противолежащим, а катет, являющийся стороной угла, — прилежащим. Отношения сторон зависят только от угла, а не от размеров треугольника, поэтому у них есть особые названия.

sin α = a / c cos α = b / c tg α = a / bsin α = a / c cos α = b / c tg α = a / b
где:
  • aпротиволежащий катет — катет напротив угла α
  • bприлежащий катет — катет, образующий угол α
  • cгипотенуза

Кроме того, tg α = sin α / cos α. Так как гипотенуза — самая длинная сторона, для острого угла 0 < sin α < 1 и 0 < cos α < 1.

Треугольник 3, 4, 5

Катеты прямоугольного треугольника равны 3 и 4, гипотенуза — 5. Найдите синус, косинус и тангенс угла α, лежащего против катета длиной 3.

Показать решение
Противолежащий катет 3, прилежащий 4, гипотенуза 5.
sin α = 3/5 = 0,6
cos α = 4/5 = 0,8
tg α = 3/4 = 0,75

Особые углы

α30°45°60°
sin α1/2√2/2√3/2
cos α√3/2√2/21/2
tg α√3/31√3
Эти значения получаются из половины равностороннего треугольника (30°, 60°) и диагонали квадрата (45°). Когда sin α растёт, cos α уменьшается.
Высота Девичьей башни

Эльвин стоит в 40 м от башни и видит её вершину под углом 35°. Его глаза находятся на высоте 1,5 м от земли. Какова высота башни? (tg 35° ≈ 0,70)

Показать решение
Высота от уровня глаз до вершины — противолежащий катет, а 40 м — прилежащий.
tg 35° = x / 40 ⇒ x = 40 · tg 35° ≈ 40 · 0,70 = 28 м.
Прибавляем высоту глаз: 28 + 1,5 = 29,5 м — это совпадает с известной высотой башни.
Лестница

Лестница длиной 6 м образует с землёй угол 60°. На какой высоте находится её верхний конец?

Показать решение
Лестница — гипотенуза, а высота — катет, противолежащий углу 60°.
h = 6 · sin 60° = 6 · √3/2 = 3√3 ≈ 5,2 м.

Основное тождество и единичная окружность

sin²α + cos²α = 1

Это тождество следует из теоремы Пифагора. Например, если для острого угла sin α = 0,6, то cos α = √(1 − 0,36) = √0,64 = 0,8.

Окружность с центром в начале координат и радиусом 1 называют единичной окружностью. Точка на ней, повёрнутая на угол α от оси x, имеет координаты (cos α; sin α). Такое определение задаёт синус и косинус любого угла, даже большего 90°: например, cos 120° = −1/2.

Интерактив
Загрузка симуляции…
Перемещай точку по окружности: её координата x — это cos α, координата y — sin α. Проверь значения из таблицы для 30°, 45° и 60°.

Главное

  • Синус и косинус — отношение катета к гипотенузе, тангенс — отношение катетов: sin α = a/c, cos α = b/c, tg α = a/b.
  • sin 30° = cos 60° = 1/2, sin 45° = cos 45° = √2/2, tg 45° = 1.
  • Основное тождество: sin²α + cos²α = 1.
  • На единичной окружности точка имеет координаты (cos α; sin α).

Проверь себя

Вопросов: 10. Каждый правильный ответ приносит XP.

1 / 10
Чему равен синус острого угла α прямоугольного треугольника?