Boshlang'ich tushunchalar: radian, birlik aylana, ishoralar
sin2 va sin2∘ ikki xil son: birinchisi taxminan 0,909, ikkinchisi taxminan 0,035, chunki gradus belgisi bo'lmasa burchak radianda o'lchanadi. Bu darsda burchak o'lchovlari, trigonometrik funksiyalarning birlik aylanadagi ta'rifi, ular qachon mavjudligi, jadval qiymatlari va choraklar bo'yicha ishoralar to'liq beriladi. Keyingi hamma darslar shularga tayanadi.
Burish burchagi
Trigonometriyada burchak nurni koordinata boshi atrofida burish bilan hosil bo'ladi. Nur Ox o'qining musbat yo'nalishidan boshlab buriladi. Soat strelkasiga teskari burish musbat burchak, soat strelkasi bo'yicha burish manfiy burchak beradi. Burchak istalgan kattalikda bo'lishi mumkin: 390∘ bu bir to'liq aylana va yana 30∘, shuning uchun 390∘ va 30∘ nurni bir xil holatga olib keladi. −30∘ va 330∘ ham bir xil holat beradi.
α va α+360∘⋅n (n∈Z) burchaklar nurni bir xil holatga keltiradi, shuning uchun ularning barcha trigonometrik funksiyalari teng.
Radian
Bir radian deb uzunligi radiusga teng yoy tiraladigan markaziy burchakka aytiladi. Butun aylana uzunligi 2πR, ya'ni 2π ta radius, demak to'liq aylana 2π radian.
180∘=πrad
Gradus va radian orasidagi asosiy moslik
αrad=α∘⋅180π
α∘=αrad⋅π180
Graduslardan radianga va radiandan graduslarga o'tish
π soni ≈3,14 bo'lgani uchun 1 radian ≈57,3∘ va 1∘≈0,0175 radian. Masalan:
240∘=240⋅180π=34π
97π=97⋅180∘=140∘
Gradus
30∘
45∘
60∘
90∘
GradusRadian
30∘6π
45∘4π
60∘3π
90∘2π
Gradus
120∘
135∘
150∘
180∘
GradusRadian
120∘32π
135∘43π
150∘65π
180∘π
Gradus
210∘
225∘
240∘
270∘
GradusRadian
210∘67π
225∘45π
240∘34π
270∘23π
Gradus
300∘
315∘
330∘
360∘
GradusRadian
300∘35π
315∘47π
330∘611π
360∘2π
Birlik aylanadagi asosiy burchaklar. Har bir nuqta o'z o'rnida: 30∘ nuqtaning koordinatalari (23;21)
Yoy uzunligi va sektor yuzi
l=Rα
S=21R2α=21lR
Faqat α radianda bo'lganda
R=6,α=32π bo'lsa:
l=6⋅32π=4π
S=21⋅36⋅32π=12π
Yoy uzunligi va sektor yuzi
Birlik aylana va funksiyalarning ta'rifi
Birlik aylana deb markazi koordinata boshida, radiusi 1 ga teng aylanaga aytiladi. A(1;0) nuqtani α burchakka bursak, aylanada M(x;y) nuqta hosil bo'ladi.
M nuqtaning abssissasi cosα, ordinatasi sinα
Funksiya
Ta'rifi
Qachon mavjud
Funksiyasinα
Ta'rifiy, nuqtaning ordinatasi
Qachon mavjudhar qanday α
Funksiyacosα
Ta'rifix, nuqtaning abssissasi
Qachon mavjudhar qanday α
Funksiyatgα
Ta'rifixy=cosαsinα
Qachon mavjudcosα=0, ya'ni α=2π+πn
Funksiyactgα
Ta'rifiyx=sinαcosα
Qachon mavjudsinα=0, ya'ni α=πn
O'tkir burchak uchun bu ta'rif to'g'ri burchakli uchburchakdagi ta'rif bilan bir xil: sinus qarshi katetning gipotenuzaga, kosinus yopishgan katetning gipotenuzaga, tangens qarshi katetning yopishgan katetga, kotangens yopishgan katetning qarshi katetga nisbati.
tg90∘,tg270∘,ctg0∘,ctg180∘,ctg360∘ mavjud emas: maxraj nolga teng. Ular 0 ham, cheksiz son ham emas.
Qiymatlar chegarasi
Nuqta radiusi 1 bo'lgan aylanada yotgani uchun uning koordinatalari −1 va 1 orasida bo'ladi.
−1≤sinα≤1
−1≤cosα≤1
tgα va ctgα esa istalgan haqiqiy son bo'la oladi
Shuning uchun sinα=1,2 tenglik hech qanday burchakda bajarilmaydi, tgα=1,2 esa bajariladi. Bu chegara boshqa baholarni ham beradi: ∣sinα∣≤1<2π, ya'ni sinα soni radian o'lchovida (−2π;2π) oraliqda yotadi, shuning uchun har qanday α da cos(sinα)>0.sin(sinα) uchun esa bunday xulosa yo'q: uning ishorasi sinα ning ishorasi bilan bir xil.
Aylana bo'ylab burish
Radiusi R bo'lgan aylanada α burchakka mos nuqta (Rcosα;Rsinα) dir. Koordinata boshi atrofida burishda nuqta shu qoida bilan ko'chadi.
Burish
(x;y) nuqta o'tadi
(3;4) uchun
Burish90∘
(x;y) nuqta o'tadi(−y;x)
(3;4) uchun(−4;3)
Burish180∘
(x;y) nuqta o'tadi(−x;−y)
(3;4) uchun(−3;−4)
Burish270∘ yoki −90∘
(x;y) nuqta o'tadi(y;−x)
(3;4) uchun(4;−3)
Burishφ
(x;y) nuqta o'tadi(xcosφ−ysinφ;xsinφ+ycosφ)
(3;4) uchunφ=90∘ da birinchi qator
Jadval qiymatlari
30∘ va 60∘ qiymatlari tomonlari 1,3,2 bo'lgan uchburchakdan, 45∘ qiymatlari tomonlari 1,1,2 bo'lgan uchburchakdan chiqadi. Sinusni eslab qolish oson: 0∘,30∘,45∘,60∘,90∘ da u 20,21,22,23,24 ga teng. Kosinusda shu qator teskari o'qiladi. Jadvalda "yo'q" so'zi qiymat mavjud emasligini bildiradi.
α
0∘
30∘
45∘
60∘
90∘
αsinα
0∘0
30∘21
45∘22
60∘23
90∘1
αcosα
0∘1
30∘23
45∘22
60∘21
90∘0
αtgα
0∘0
30∘33
45∘1
60∘3
90∘yo'q
αctgα
0∘yo'q
30∘3
45∘1
60∘33
90∘0
Koordinata o'qlaridagi burchaklar uchun qiymatni aylanadagi nuqtadan to'g'ridan-to'g'ri o'qiymiz: 0∘ da (1;0),90∘ da (0;1),180∘ da (−1;0),270∘ da (0;−1).
α
0∘
90∘
180∘
270∘
360∘
αsinα
0∘0
90∘1
180∘0
270∘−1
360∘0
αcosα
0∘1
90∘0
180∘−1
270∘0
360∘1
αtgα
0∘0
90∘yo'q
180∘0
270∘yo'q
360∘0
αctgα
0∘yo'q
90∘0
180∘yo'q
270∘0
360∘yo'q
0∘ dan 360∘ gacha bo'lgan barcha jadval burchaklarining to'liq ro'yxati keltirish formulalari darsida beriladi. Maxrajda ildiz bilan yozilgan qiymat o'sha son: 31=33,21=22. Jadval qiymatlarining bir qismi irratsional, bir qismi ratsional:
sin4π=22
sin6π=21
Birinchisi irratsional, ikkinchisi ratsional son
Choraklar bo'yicha ishoralar
Sinus ishorasi y ning, kosinus ishorasi x ning ishorasi bilan bir xil. Tangens va kotangens x va y ning nisbati, shuning uchun ular x,y bir xil ishorali bo'lganda musbat.
Chorak
Burchak
I
0<α<2π
II
2π<α<π
III
π<α<23π
IV
23π<α<2π
Chorak
sin
cos
tg
ctg
ChorakI
sin+
cos+
tg+
ctg+
ChorakII
sin+
cos−
tg−
ctg−
ChorakIII
sin−
cos−
tg+
ctg+
ChorakIV
sin−
cos+
tg−
ctg−
Katta burchakda avval to'liq aylanalarni tashlab, chorakni aniqlaymiz: 530∘=360∘+170∘ II chorakda, −100∘=−360∘+260∘ III chorakda. O'qlardagi burchaklar hech qaysi chorakka kirmaydi: ularda funksiya 0,±1 yoki mavjud emas.
Radianda berilgan sonlarning choragi
Gradus belgisi bo'lmasa, son radian. Chorak chegaralarini taqqoslaymiz: 2π≈1,57,π≈3,14,23π≈4,71,2π≈6,28.
Son
1
2
3
4
5
6
SonChorak
1I
2II
3II
4III
5IV
6IV
Sonsin
1+
2+
3+
4−
5−
6−
Soncos
1+
2−
3−
4−
5+
6+
Sontg
1+
2−
3−
4+
5−
6−
6,28 dan katta sonda avval 2π ni ayiramiz: 7−2π≈0,72, demak 7 radian I chorakda. Manfiy son soat strelkasi bo'yicha sanaladi: −1 radian IV chorakda, −2 radian III chorakda.
Juft-toqlik va davriylik
α va −α burchaklarga mos nuqtalar Ox o'qiga nisbatan simmetrik: x bir xil, y qarama-qarshi.
sin(−α)=−sinα
cos(−α)=cosα
Kosinus juft, sinus toq
tg(−α)=−tgα
ctg(−α)=−ctgα
Tangens va kotangens toq
sin(α+2πn)=sinα
cos(α+2πn)=cosα
n∈Z; sinus va kosinusning eng kichik musbat davri 2π
tg(α+πn)=tgα
ctg(α+πn)=ctgα
n∈Z; tangens va kotangensning eng kichik musbat davri π
Ifoda qachon ma'noga ega
Trigonometrik son ildiz yoki logarifm ostida kelsa, uning ishorasini chorakdan aniqlaymiz. Ildiz ostidagi son manfiy bo'lmasligi, logarifm ostidagi son musbat bo'lishi, maxraj nolga teng bo'lmasligi kerak.
Logarifmning ishorasini ham shu yerda bilish kerak bo'ladi: a>1 da x>1 bo'lsa logax>0,0<x<1 bo'lsa logax<0;0<a<1 da aksincha. Masalan, log21,43>0,log1/20,7>0,ln0,5<0.
Sonlarni taqqoslashda oraliq qiymatlardan foydalanamiz. Uchta sonni olamiz:
a=cos32π=−21<0.
b=log334π:34π≈4,19 soni 3 va 9 orasida, demak 1<b<2 va aniqrog'i b≈1,30.