Перейти к содержанию

Тригонометрическое тождество Пифагора

Математика Алгебра Сложность 2/5

Начало урока

Основное тригонометрическое тождество

Это уравнение — самое важное тождество в тригонометрии. Оно связывает синус и косинус любого угла удивительно простым соотношением: сумма их квадратов всегда равна 1. Мы выведем его двумя способами — сначала из теоремы Пифагора в прямоугольном треугольнике (что работает для острых углов), а затем из уравнения единичной окружности (что работает для всех действительных чисел).

Вывод 1 — Из теоремы Пифагора (острые углы)

Рассмотрим прямоугольный треугольник, гипотенуза которого равна 1. Расположим треугольник на единичной окружности так, чтобы один из острых углов $\theta$ находился в начале координат.

  1. Прилежащий катет (вдоль оси $x$) имеет длину $\cos\theta$.
  2. Противолежащий катет (вдоль оси $y$) имеет длину $\sin\theta$.
  3. Гипотенуза равна радиусу единичной окружности, то есть $1$.

Теорема Пифагора гласит: $a^{2}+b^{2}=c^{2}$. Подставляя $a=\sin\theta$, $b=\cos\theta$, $c=1$:

$$\sin^{2}\theta + \cos^{2}\theta = 1^{2} = 1$$
Ограничение: В этом рассуждении $\sin\theta$ и $\cos\theta$ рассматриваются как длины катетов, поэтому оно применимо только при $0 < \theta < \dfrac{\pi}{2}$ (острые углы).
Вывод 2 — Из единичной окружности (все действительные числа)

Единичная окружность — это множество всех точек $(x,y)$, удовлетворяющих уравнению

$$x^{2}+y^{2}=1.$$

По определению, для любого действительного числа $\theta$ точка на единичной окружности, соответствующая углу $\theta$ от положительного направления оси $x$, имеет координаты

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 15
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя