Funkcje trygonometryczne kątów od 0° do 180° — definicje, tabela i zadania
Dla kąta α od 0∘ do 180∘ i punktu P=(x,y) na jego ramieniu: sinα=ry, cosα=rx, tgα=xy, gdzie r=x2+y2. Dla kąta rozwartego cosinus i tangens są ujemne.
Sinus y — druga współrzędna punktu P na ramieniu kąta, r — odległość P od O=(0,0)
sinα=ry
Cosinus x — pierwsza współrzędna punktu P
cosα=rx
Tangens tylko dla x=0
tgα=xy
Odległość punktu od początku układu P=(x,y) — dowolny punkt na drugim ramieniu kąta
r=x2+y2
Sinus, cosinus i tangens w układzie współrzędnych
Dla kąta α od 0∘ do 180∘ umieszczasz wierzchołek w O=(0,0), jedno ramię na dodatniej półosi OX, a na drugim ramieniu bierzesz dowolny punkt P=(x,y) odległy od O o r=x2+y2. Wtedy sinα=ry, cosα=rx, tgα=xy (dla x=0). Dla kąta ostrego to te same ilorazy co w trójkącie prostokątnym (naprzeciw, przyległa, przeciwprostokątna); dla kąta rozwartego x<0, więc cosinus i tangens są ujemne, a sinus zostaje dodatni.
Tabela wartości funkcji trygonometrycznych dla 30°, 45°, 60°
Wartości kątów charakterystycznych:
α
30∘
45∘
60∘
sinα
21
22
23
cosα
23
22
21
tgα
33
1
3
Dodatkowo sin90∘=1, cos90∘=0, sin180∘=0, cos180∘=−1.
Jak obliczyć sinus, cosinus i tangens z punktu na ramieniu
Przykłady:
P=(8,6): r=10, więc sinα=106=53, cosα=54, tgα=43.
P=(−3,4) (kąt rozwarty): r=5, więc sinα=54, cosα=−53, tgα=−34=−34.
P=(−1,3): r=2, ramię tworzy z ujemną półosią OX kąt 60∘, więc α=120∘ i sin120∘=23, cos120∘=−21.
sin30∘⋅tg60∘+cos60∘=21⋅3+21=23+1.
Kąt rozwarty na maturze — znaki funkcji
Na maturze: karta wzorów CKE podaje definicje sinα=ry, cosα=rx, tgα=xy, tabelę wartości dla 30∘, 45∘, 60∘ oraz wzór tgα=cosαsinα — nie musisz ich pamiętać, musisz umieć je podstawić. Typowe zadanie za 1 pkt: rysunek z punktem P w drugiej ćwiartce i pytanie o tgα — licz xy ze znakiem, nie mieszaj z odległością r. Zadanie za 2 pkt: dane tgα=−k i 90∘<α<180∘, a Ty wybierasz prawdziwe zależności: sinα⋅cosα<0 oraz sinα=−kcosα. Pułapka: dla kąta rozwartego ujemny jest cosinus, nigdy sinus.
Przykłady krok po kroku
Każdy przykład to inny typ zadania z tego tematu: najpierw sposób, potem zadanie rozwiązane krok po kroku.
Przykład 1 Sinus, cosinus i tangens w trójkącie prostokątnym
Trójkąt prostokątny 7, 24, 25; kąt α naprzeciw boku 7
Dobierasz boki względem kąta α i zapisujesz sin, cos, tg jako ilorazy; brakujący bok liczysz z twierdzenia Pitagorasa.
Zadanie W trójkącie prostokątnym ABC kąt prosty jest przy wierzchołku C, ∣AC∣=24 i ∣BC∣=7. Oblicz sinα, cosα i tgα, gdzie α=∠BAC.
1Przeciwprostokątna leży naprzeciw kąta prostego, więc to AB; z twierdzenia Pitagorasa ∣AB∣=242+72=576+49=625=25.
2Kąt α jest przy wierzchołku A, więc bok naprzeciw to BC=7, a przyprostokątna przyległa to AC=24 — boki dobieram względem kąta, nie „na oko”.
3sinα=przeciwprostokątnanaprzeciw=257.
4cosα=przeciwprostokątnaprzyległa=2524.
5tgα=przyległanaprzeciw=247.
Odpowiedź: sin α = 7/25, cos α = 24/25, tg α = 7/24
Przykład 2 Wartość wyrażenia z kątami 30°, 45°, 60°
Podstawiasz wartości sin, cos, tg dla 30°, 45°, 60° z tabeli i wykonujesz działania na ułamkach z pierwiastkami.
Zadanie Oblicz wartość wyrażenia tg30∘⋅tg60∘+sin45∘⋅cos45∘.
1Wypisuję z tabeli potrzebne wartości, zanim zacznę liczyć: tg30∘=33, tg60∘=3, sin45∘=cos45∘=22.
2Pierwszy iloczyn: 33⋅3=33=1 — pierwiastek razy ten sam pierwiastek daje liczbę pod pierwiastkiem.
3Drugi iloczyn: 22⋅22=42=21.
4Dodaję: 1+21=23.
Odpowiedź: 3/2
Przykład 3 Tangens kąta z punktu na ramieniu i równanie prostej
Dla kąta o wierzchołku w (0, 0) i ramieniu na dodatniej półosi OX liczysz tg α = y/x ze współrzędnych punktu na drugim ramieniu; tg α to zarazem współczynnik kierunkowy prostej zawierającej ramię.
Zadanie Kąt ostry α ma wierzchołek w punkcie O=(0,0), jedno ramię na dodatniej półosi OX, a drugie ramię przechodzi przez punkt P=(6,4). Oblicz tgα i podaj równanie prostej zawierającej to ramię.
1Rzut punktu P na oś OX to P′=(6,0); trójkąt OP′P jest prostokątny, a kąt α jest przy O — więc przyprostokątna naprzeciw α ma długość y=4, a przyległa x=6.
2Z definicji tgα=xy=64=32; odległość ∣OP∣ nie jest potrzebna, bo tangens nie używa przeciwprostokątnej.
3Prosta przez O i P ma postać y=ax, a jej współczynnik kierunkowy to właśnie tgα, więc y=32x.
4Sprawdzenie: dla x=6 dostaję y=32⋅6=4, czyli punkt P leży na tej prostej.
Odpowiedź: tg α = 2/3, prosta y = (2/3)x
Przykład 4 Sinus i cosinus kąta ostrego z punktu na ramieniu
Liczysz odległość r = x2+y2 punktu od początku układu i podstawiasz sin α = y/r oraz cos α = x/r.
Zadanie Kąt ostry α ma wierzchołek w O=(0,0), jedno ramię na dodatniej półosi OX, a drugie ramię przechodzi przez punkt P=(8,6). Oblicz sinα i cosα.
1Sinus i cosinus potrzebują odległości r=∣OP∣, bo to ona gra rolę przeciwprostokątnej: r=82+62=64+36=100=10.
2Rzędna y=6 to przyprostokątna naprzeciw α, więc sinα=ry=106=53.
3Odcięta x=8 to przyprostokątna przyległa, więc cosα=rx=108=54.
4Kontrola: (53)2+(54)2=259+16=1 — zgadza się.
Odpowiedź: sin α = 3/5, cos α = 4/5
Przykład 5 Sinus, cosinus i tangens kąta rozwartego z punktu w II ćwiartce
Dla punktu P = (x, y) z x < 0 liczysz r i podstawiasz do definicji: sin α = y/r > 0, cos α = x/r < 0, tg α = y/x < 0.
Zadanie Kąt α ma wierzchołek w O=(0,0), jedno ramię na dodatniej półosi OX, a drugie ramię przechodzi przez punkt P=(−4,3). Oblicz sinα, cosα i tgα.
1Punkt P ma x<0 i y>0, czyli leży w drugiej ćwiartce — kąt α jest rozwarty. Definicje są te same, tylko do wzorów wchodzi ujemna odcięta.
2r=(−4)2+32=16+9=5 — odległość jest zawsze dodatnia, kwadrat gubi znak.
3sinα=ry=53 — dodatni, bo y>0.
4cosα=rx=5−4=−54 — ujemny, bo x<0.
5tgα=xy=−43=−43 — ujemny, bo dzielisz dodatnią rzędną przez ujemną odciętą.
Odpowiedź: sin α = 3/5, cos α = −4/5, tg α = −3/4
Przykład 6 Znaki funkcji kąta rozwartego i zależność sin α = tg α · cos α
Dla 90° < α < 180° ustalasz znaki: sin α > 0, cos α < 0, tg α < 0, a z tg α = sin α / cos α wiążesz sin α z cos α.
Zadanie Kąt α spełnia tgα=−2 oraz 90∘<α<180∘. Oceń, które zależności są prawdziwe: (1) sinα⋅cosα>0, (2) cosα<0, (3) sinα=−2cosα, (4) sinα=−21cosα.
1Kąt rozwarty: punkt na ramieniu leży w drugiej ćwiartce, więc x<0 i y>0. Stąd sinα=ry>0 i cosα=rx<0 — zależność (2) jest prawdziwa.
2Iloczyn liczby dodatniej i ujemnej jest ujemny: sinα⋅cosα<0 — zależność (1) jest fałszywa.
3Z karty wzorów tgα=cosαsinα; mnożę obie strony przez cosα: sinα=tgα⋅cosα=−2cosα — zależność (3) jest prawdziwa.
4Zależność (4) miałaby współczynnik −21, czyli odwrotność tangensa — to błąd polegający na pomyleniu cossin z sincos; jest fałszywa. Kontrola na punkcie P=(−1,2): sinα=52, cosα=−51 i faktycznie 52=−2⋅(−51).
Odpowiedź: Prawdziwe: (2) cos α < 0 oraz (3) sin α = −2 cos α
Najczęstsze błędy
Ujemny sinus kąta rozwartego. Dla kąta rozwartego ujemne są cosinus i tangens, a sinus zostaje dodatni.
Liczenie tangensa z odległością r. Tangens to xy ze znakiem — dla punktu w II ćwiartce wychodzi ujemny.
Odwrócenie ilorazu: tgα=cosαsinα, więc z tgα=−2 wynika sinα=−2cosα, a nie sinα=−21cosα.
Dobieranie boków trójkąta prostokątnego „na oko”. Przyprostokątną leżącą naprzeciw i przyległą ustala się względem kąta α.
Sprawdź się na zadaniach
Rozwiąż samodzielnie, a potem sprawdź odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku.
Zadanie 1
Boki trójkąta prostokątnego mają długości 20, 21 i 29. Kąt α leży naprzeciw boku o długości 21. Ile wynosi cosα?
Rozwiązanie krok po kroku
1 Podaj długość przeciwprostokątnej tego trójkąta. → 29
Prosta o równaniu y=43x+2 tworzy z dodatnią półosią OX kąt ostry α. Tangens kąta α jest równy:
Zadanie 4
W kartezjańskim układzie współrzędnych zaznaczono kąt ostry α o wierzchołku w O=(0,0). Jedno ramię pokrywa się z dodatnią półosią OX, a drugie przechodzi przez punkt P=(1,3). Sinus kąta α jest równy:
Zadanie 5
W kartezjańskim układzie współrzędnych zaznaczono kąt α o wierzchołku w O=(0,0). Jedno ramię pokrywa się z dodatnią półosią OX, a drugie przechodzi przez punkt P=(−2,1). Sinus kąta α jest równy:
Zadanie 6
Kąt α spełnia tgα=−34 oraz 90∘<α<180∘. Wtedy:
Zadanie egzaminacyjnearkusz CKE · zadanie 20
W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y) zaznaczono kąt α o wierzchołku w punkcie O=(0,0). Jedno z ramion tego kąta pokrywa się z dodatnią półosią Ox, a drugie przechodzi przez punkt P=(−3,1) (zobacz rysunek).
Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Tangens kąta α jest równy
Filmy, które pomogą
Krótkie wytłumaczenia z różnych kanałów.
Sinus, cosinus i tangens kąta rozwartegoPi-stacja Matematyka
Funkcje trygonometryczne kąta wypukłego — omówienieLernado
Najczęstsze pytania
Jak obliczyć sinus kąta rozwartego?
Weź punkt P=(x,y) na ramieniu kąta, oblicz r=x2+y2 i podstaw sinα=ry. Dla P=(−3,4): r=5, więc sinα=54 — sinus kąta rozwartego jest dodatni.
Jakie znaki mają funkcje trygonometryczne kąta rozwartego?
Dla 90∘<α<180∘ punkt na ramieniu ma x<0 i y>0, więc sinα>0, cosα<0 i tgα<0.
Ile wynosi sinus, cosinus i tangens 30°, 45° i 60°?
sin30∘=cos60∘=21, sin45∘=cos45∘=22, sin60∘=cos30∘=23, a tangensy tych kątów to kolejno 33, 1 i 3.
Ile wynosi sin 120° i cos 120°?
sin120∘=23, cos120∘=−21. Wynika to z punktu P=(−1,3) na ramieniu kąta: r=2, więc sinα=23, cosα=2−1.
Diagnoza jest bezpłatna, a na start wystarczą imię i klasa — bez adresu e-mail. To test w Compass —
platformie diagnostyczno-adaptacyjnej z AI (35 pytań, zwykle 15–30 minut), który pokaże, które
tematy matury podstawowej już umiesz, a które trzeba powtórzyć. E-mail podajesz po teście, jeśli chcesz zapisać wynik
i dostać lekcje i zadania dobrane do niego.