Синус двойного угла
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Формула синуса двойного угла имеет вид
(
sin 2 alpha=2 sin alpha cdot cos alpha
)
Эта формула легко получается из формулы синусоиды.
(
sin (alpha+beta)=sin alpha cdot cos beta+cos alpha cdot sin beta
)
вставляя его (
beta=alpha
)
В самом деле
(
sin 2 alpha=sin (alpha+alpha)=sin alpha cdot cos alpha+cos alpha cdot sin alpha=2 sin alpha cdot cos alpha
)
Синусоидальный угол может все еще выражаться через касательную и кокасательную:
(
sin 2 alpha=frac{2 operatorname{tg} alpha}{1+operatorname{tg}^{2} alpha}
), (
sin 2 alpha=frac{2 operatorname{ctg} alpha}{1+operatorname{ctg}^{2} alpha}
), (
sin 2 alpha=frac{2}{operatorname{tg} alpha+operatorname{ctg} alpha}
)
Примеры решения проблем
ПРИМЕР 1
Упростите выражение:
(
sin frac{alpha}{2} cdot cos frac{alpha}{2} cdot cos alpha
)
Выделите первые два фактора через синус двойного угла:
(
2 sin frac{alpha}{2} cdot cos frac{alpha}{2}=sin left(2 cdot frac{alpha}{2}right) sin frac{alpha}{2} cdot cos frac{alpha}{2}=frac{sin alpha}{2}
)
Тогда исходное выражение принимает вид
(
sin frac{alpha}{2} cdot cos frac{alpha}{2} cdot cos alpha=frac{sin alpha}{2} cdot cos alpha=frac{sin alpha cdot cos alpha}{2}
)
Умножьте числитель и знаменатель наклейки на 2:
(
sin frac{alpha}{2} cdot cos frac{alpha}{2} cdot cos alpha=frac{2 sin alpha cdot cos alpha}{2 cdot 2}
)
давайте применим к числителю формулу синуса двойного угла (
sin 2 alpha=2 sin alpha cdot cos alpha
) и, наконец, получим
(
sin frac{alpha}{2} cdot cos frac{alpha}{2} cdot cos alpha=frac{sin 2 alpha}{4}
)
(
sin frac{alpha}{2} cdot cos frac{alpha}{2} cdot cos alpha=frac{sin 2 alpha}{4}
)
ПРИМЕР 2
Найти значение выражения
(
frac{operatorname{tg} 22^{circ} 30^{prime}}{1+operatorname{tg}^{2} 22^{circ} 30^{prime}}
)
Мы используем формулу с двойным углом синуса (
sin 2 alpha=frac{2 operatorname{tg} alpha}{1+operatorname{tg}^{2} alpha}
) , получаем
(
frac{operatorname{tg} 22^{circ} 30^{prime}}{1+operatorname{tg}^{2} 22^{circ} 30^{prime}}=sin left(2 cdot 22^{circ} 30^{prime}right)=sin 45^{circ}=frac{sqrt{2}}{2}
)
(
frac{operatorname{tg} 22^{circ} 30^{prime}}{1+operatorname{tg}^{2} 22^{circ} 30^{prime}}=frac{sqrt{2}}{2}
)
ПРИМЕР 3
Упростить выражение
(
frac{sin ^{2} 2 alpha-4 sin ^{2} alpha}{sin ^{2} 2 alpha+4 sin ^{2} alpha-4}
)
Запишем в числителе и знаменателе синусов двойного угла, используя формулу (
sin 2 alpha=2 sin alpha cdot cos alpha
) , получим:
(
frac{sin ^{2} 2 alpha-4 sin ^{2} alpha}{sin ^{2} 2 alpha+4 sin ^{2} alpha-4}=frac{(2 sin alpha cdot cos alpha)^{2}-4 sin ^{2} alpha}{(2 sin alpha cdot cos alpha)^{2}+4 sin ^{2} alpha-4}=frac{4 sin ^{2} alpha cdot cos ^{2} alpha-4 sin ^{2} alpha}{4 sin ^{2} alpha cdot cos ^{2} alpha+4 sin ^{2} alpha-4}
)
Мы выставляем скобки в числителе (
4 sin ^{2} alpha
) , а в знаменателе — 4:
(
frac{sin ^{2} 2 alpha-4 sin ^{2} alpha}{sin ^{2} 2 alpha+4 sin ^{2} alpha-4}=frac{4 sin ^{2} alphaleft(cos ^{2} alpha-1right)}{4left(sin ^{2} alpha cdot cos ^{2} alpha+sin ^{2} alpha-1right)}=frac{sin ^{2} alphaleft(cos ^{2} alpha-1right)}{left(sin ^{2} alpha cdot cos ^{2} alpha+sin ^{2} alpha-1right)}
)
В полученном выражении мы используем основное тригонометрическое тождество и представляем единицу как (
1=sin ^{2} alpha+cos ^{2} alpha
), получаем
(
frac{sin ^{2} 2 alpha-4 sin ^{2} alpha}{sin ^{2} 2 alpha+4 sin ^{2} alpha-4}=frac{sin ^{2} alphaleft(cos ^{2} alpha-left(sin ^{2} alpha+cos ^{2} alpharight)right)}{left(sin ^{2} alpha cdot cos ^{2} alpha+sin ^{2} alpha-left(sin ^{2} alpha+cos ^{2} alpharight)right)}==frac{sin ^{2} alphaleft(cos ^{2} alpha-sin ^{2} alpharight)}{left(sin ^{2} alpha cdot cos ^{2} alpha+sin ^{2} alpha-cos ^{2} alpharight)}=frac{sin ^{2} alphaleft(-sin ^{2} alpharight)}{left(sin ^{2} alpha cdot cos ^{2} alpha-cos ^{2} alpharight)}
)
Мы помещаем знаменатель(
cos ^{2} alpha
) для скобок
(
frac{sin ^{2} 2 alpha-4 sin ^{2} alpha}{sin ^{2} 2 alpha+4 sin ^{2} alpha-4}=frac{sin ^{2} alphaleft(-sin ^{2} alpharight)}{left(sin ^{2} alpha cdot cos ^{2} alpha-cos ^{2} alpharight)}=frac{-sin ^{4} alpha}{cos ^{2} alphaleft(sin ^{2} alpha-1right)}
)
Снова в числителе записываем единицу, используя основное тригонометрическое тождество
(
frac{sin ^{2} 2 alpha-4 sin ^{2} alpha}{sin ^{2} 2 alpha+4 sin ^{2} alpha-4}=frac{-sin ^{4} alpha}{cos ^{2} alphaleft(sin ^{2} alpha-1right)}=frac{-sin ^{4} alpha}{cos ^{2} alphaleft(sin ^{2} alpha-left(sin ^{2} alpha+cos ^{2} alpharight)right)}=frac{-sin ^{4} alpha}{cos ^{2} alphaleft(sin ^{2} alpha-sin ^{2} alpha-cos ^{2} alpharight)}=frac{-sin ^{4} alpha}{cos ^{2} alphaleft(-cos ^{2} alpharight)}=frac{-sin ^{4} alpha}{-cos ^{4} alpha}=operatorname{tg}^{4} alpha
)
(
frac{sin ^{2} 2 alpha-4 sin ^{2} alpha}{sin ^{2} 2 alpha+4 sin ^{2} alpha-4}=operatorname{tg}^{4} alpha
)
Единичная окружность помогает понять, чему равны sin 1, sin 2, sin 3, sin 4, sin 5, sin 6.
Итак, речь идет об углах в радианах. 1 радиан — это угол, длина дуги которого равна радиусу окружности. Соответственно, определяем приблизительное местонахождение на единичной окружности углов в 2, 3, 4, 5 и 6 радиан, отмечая каждую следующую точку через дугу, длина которой равна радиусу. Впрочем, если вспомнить, что п приближенно равно 3,14, задача существенно упростится.
Рисунок позволяет наглядно определять приблизительные значения sin 1, sin 2, sin 3, sin 4, sin 5, sin 6, а также сравнивать их.
Поскольку синус — это ордината соответствующей точки на единичной окружности (как это легко запомнить — здесь), то для нахождения sin 1, sin 2, sin 3, sin 4, sin 5, sin 6 достаточно определить значение y в точках 1, 2, 3, 4, 5 и 6 радиан.
Поскольку синус — это y, то вверху, над осью x, синус принимает положительные значения. Поэтому sin 1>0, sin 2>0, sin 3>0.
Соответственно внизу синус отрицателен: sin 4<0, sin 5<0, sin 6<o. Поэтому легко сравнить sin2 и sin4, например: sin2>sin4, ведь любое положительное число больше любого отрицательного.
Если требуется сравнить значения синуса одного знака, например, sin2 и sin3, то исходя из геометрических соображений, sin2>sin3.
Если нужно уточнить, чему равен 1 радиан, 2, 3, 4, 5 и 6 радиан в градусах, то приближенные значения таковы:
Приближенно чему равен синус 1, синус 2 и синус 3, можно узнать по таблицам Брадиса:
Используя геометрические соображения, можно найти и приблизительные значения углов, больших 6 радиан.
Синус двойного угла, формула
Данная формула позволяет найти синус двойного угла зная синус и косинус этого угла по отдельности:
[
sin(2α) = 2sin(α)cos(α)
]
Вычислить, найти синус двойного угла, по формуле (1)
α° (градусов) | α´ (минут) | α˝ (секунд) |
Вычислить
нажмите кнопку для расчета
Синус двойного угла |
стр. 215 |
---|
Синусом угла в прямоугольном треугольнике называют отношение противолежащего катета к гипотенузе.
Катетами являются стороны, которые образуют прямой угол в треугольнике, соответственно, гипотенузой является третья (самая длинная) сторона.
Для простоты запоминания можно дать такое определение: синус угла — это отношение дальнего от рассматриваемого угла катета к гипотенузе.
В случае с рисунком, описанным выше: sinα=acsinalpha=frac{a}{c}
В треугольнике, один из углов которого равен 90 градусам, известен катет при угле αalpha и равен он 3 см3text{ см}. Также дано произведение длин катетов и равно 12 см212text{ см}^2. Найдите синус угла αalpha.
Решение
Сначала нужно найти длину неизвестного нам катета. Для этого воспользуемся данным нам произведением. Обозначим неизвестный катет за xx. Тогда, по условию задачи:
3⋅x=123cdot x=12
x=123=4x=frac{12}{3}=4
a=x=4a=x=4
По теореме Пифагора найдем гипотенузу:
a2+b2=c2a^2+b^2=c^2
42+32=c24^2+3^2=c^2
25=c225=c^2
c=5c=5
sinα=ac=45=0.8sinalpha=frac{a}{c}=frac{4}{5}=0.8
Ответ
0.80.8
Вычислите синус 45 градусов.
Решение
Для этого воспользуемся тригонометрической таблицей углов. Находим, что:
sin45∘=π4=0.785sin 45^circ=frac{pi}{4}=0.785
Ответ
0.7850.785
Если в задаче известен косинус угла и нужно найти его синус, то наличие известных длин катетов и гипотенузы не обязательны. Достаточно просто воспользоваться основным тригонометрическим тождеством, которое имеет следующий вид:
sin2α+cos2α=1sin^2alpha+cos^2alpha=1
αalpha — любой угол.
Квадрат косинуса угла в треугольнике равен 0.8. Найдите синус данного угла.
Решение
Воспользуемся основным тригонометрическим тождеством:
sin2α+cos2α=1sin^2alpha+cos^2alpha=1
sin2α+0.8=1sin^2alpha+0.8=1
sin2α=0.2sin^2alpha=0.2
sinα=0.2sinalpha=sqrt{0.2}
sinα≈0.447sinalphaapprox0.447
Ответ
0.4470.447
Испытываете проблемы с вычислением синуса? Оформите задачу по математике на заказ у наших экспертов!
Тест по теме «Вычисление синуса»
В данной таблице представлены значения синусов от 0° до 360°. Таблица синусов нужна, когда у вас под рукой нет калькулятора. Чтобы узнать, чему равен синус угла, просто найдите нужный градус в таблице. Для начала короткая версия таблицы.
https://uchim.org/matematika/tablica-sinusov — uchim.org
Таблица синусов для 0°-180°
|
|
|
|
Таблица синусов для 181°-360°
|
|
|
|
Существуют также следующие таблицы тригонометрических функций: таблица косинусов, таблица тангенсов и таблица котангенсов.
Как легко запомнить таблицу синусов (видео)
Таблицу важно всегда помнить на алгебре, чтобы найти синус.
Всё для учебы » Математика в школе » Таблица синусов углов (градусы, значения)