Контрольная работа: Алгебра и начало анализа
№8.Опр . Отношение катета, противолежащего острому углу прямоугольного треугольника, к катету, прилежащему к этому углу, называется тангенсом (обозначается tg ).
- область определения - множество всех действительных чисел, кроме чисел вида;
- множество значений - вся числовая прямая;
- функция нечетная: tg(-x) = -tg(x) для всех х из области определения;
- функция периодическая с наименьшим положительным периодом ;
- tg(x) = 0 при х = ;
- tg(x) > 0 для всех ;
- tg(x) < 0 для всех ;
- функция возрастает на .
№9.Опр . Отношение катета, прилежащего острому углу прямоугольного треугольника, к катету, противолежащему к этому углу, называется котангенсом (обозначается ctg )
- область определения - множество всех действительных чисел, кроме чисел вида ;
- множество значений - вся числовая прямая;
- функция нечетная: ctg(-x) = -ctg(x) для всех х из области определения;
- функция периодическая с наименьшим положительным периодом ;
- ctg(x) = 0 при x = ;
- ctg(x) > 0 для всех ;
- ctg(x) < 0 для всех ;
- функция убывает на .
Ответ № 10
- Числовая последовательность, каждый член которой, начиная со второго, равен предшествующему члену, сложенному с одним и тем же числом, называется арифметической прогрессией.
- Из определения арифметической прогрессии следует, что разность между любым ее членом и ему предшествующим равна одному и тому же числу, т. е. а2 - а1 = а3 - а2 = ... = ak - ak-1 = ... . Это число называется разностью арифметической прогрессии и обычно обозначается буквой d .
- Для того чтобы задать арифметическую прогрессию (аn ), достаточно знать ее первый член а1 и разность d .
- Если разность арифметической прогрессии - положительное число, то такая прогрессия является возрастающей; если отрицательное число, то убывающей. Если разность арифметической прогрессии равна нулю, то все ее члены равны между собой и прогрессия является постоянной последовательностью.
- Характеристическое свойство арифметической прогрессии. Последовательность (аn) является арифметической прогрессией тогда и только тогда, когда любой ее член, начиная со второго, является средним арифметическим предшествующего и последующего членов, т. е. (1)
- Формула n-го члена арифметической прогрессии имеет вид: an = a1 + d(n-1) . (2)
- Формула суммы n первых членов арифметической прогрессии имеет вид: (3)
- Если в формулу (3) подставить вместо аn его выражение по формуле (2), то получим соотношение
- Из определения разности арифметической прогрессии следует, что a1 + an = a2 + an-1 = ..., т. е. сумма членов, равноудаленных от концов прогрессии, есть величина постоянная.
Ответ № 11
- Числовая последовательность, первый член которой отличен от нуля, а каждый член, начиная со второго, равен предшествующему члену, умноженному на одно и то же не равное нулю число, называется геометрической прогрессией.
- Из определения геометрической прогрессии следует, что отношение любого ее члена к предшествующему равно одному и тому же числу, т. е. b2 :b1 = b3 :b2 = ... = bn :bn-1 = bn+1 :bn = ... . Это число называется знаменателем геометрической прогрессии и обычно обозначается буквой q .
- Для того, чтобы задать геометрическую прогрессию (bn ), достаточно знать ее первый член b1 и знаменатель q .
- Если q > 0 (), то прогрессия является монотонной последовательностью. Пусть, например, b1 = -2, q = 3, тогда геометрическая прогрессия -2, -6, -18, ... есть монотонно убывающая последовательность. Если q = 1, то все члены прогрессии равны между собой. В этом случае прогрессия является постоянной последовательностью.
- Характеристическое свойство геометрической прогрессии. Последовательность (bn ) является геометрической прогрессией тогда и только тогда, когда каждый ее член, начиная со второго, есть среднее геометрическое соседних с ним членов, т. е. (1)
- Формула n-го члена геометрической прогрессии имеет вид: (2)
- Формула суммы п первых членов геометрической прогрессии имеет вид: , (3)
- Если в формулу (3) подставить вместо bn его выражение по формуле (2), то получится соот-ношение. , (4)
- Из определения знаменателя геометрической прогрессии следует, что b1 bn = b2 bn-1 = …, т.е. произведение членов, равноотстоящих от концов прогрессии, есть величина постоянная.
Сумма бесконечной геометрической прогрессии при
- Пусть (xn ) - геометрическая прогрессия со знаменателем q , где и . Суммой бесконечной геометрической прогрессии, знаменатель которой удовлетворяет условию , называется предел суммы n первых ее членов при .
- Обозначим сумму бесконечной геометрической прогрессии через S . Тогда верна формула .
№ 12
Решение тригонометрических уравнений вида sin(x) = a
- формула для корней уравнения sin(x) = a, где , имеет вид:
Частные случаи: - sin(x) = 0, x =
- sin(x) = 1, x =
- sin(x) = -1, x =
- формула для корней уравнения sin2 (x) = a, где , имеет вид: x=
Решение тригонометрических неравенств вида sin(x) > a, sin(x) < a
- Неравенства, содержащие переменную только под знаком тригонометрической функции, называются тригонометрическими.
- При решении тригонометрических неравенств используют свойство монотонности триго-нометрических функций, а также промежутки их знакопостоянства.
- Для решения простейших тригонометрических неравенств вида sin(x) > a (sin(x) < а) используют единичную окружность или график функции y = sin(x).
sin(x) = 0 если х = ;
sin(x) = -1, если x = >;
sin(x) > 0, если ;
sin(x) < 0, если .
Ответ № 13
Решение тригонометрического уравнения cos(x) = a
- Формула для корней уравнения cos(x) = a, где , имеет вид: .
- Частные случаи:
cos(x) = 1, x = ;
cos(x) = 0, ;
cos(x) = -1, x = - Формула для корней уравнения cos2 (x) = a, где , имеет вид: .
Решение тригонометрических неравенств вида cos(x) > a, cos(x) < a
- Для решения простейших тригонометрических неравенств вида cos(x) > a, cos(x) < a используют единичную окружность или график функции y = cos(x);
- Важным моментом является знание, что:
cos(x) = 0, если ;
cos(x) = -1, если x = ;
cos(x) = 1, если x = ;
cos(x) > 0, если ;
cos(x) > 0, если .
№ 14
Решение тригонометрического уравнения tg(x) = a
- Формула для корней уравнения tg(x) = a имеет вид: .
- Частные случаи:
tg(x) = 0, x = ;
tg(x) = 1, ;
tg(x) = -1, . - Формула для корней уравнения tg2 (x) = a, где , имеет вид:
Решение тригонометрических неравенств вида tg(x) > a, tg(x) < a
- Для решения простейших тригонометрических неравенств вида tg(x) > a, tg(x) < a используют единичную окружность или график функции y = tg(x).
- Важно знать, что:
tg(x) > 0, если ;
tg(x) < 0, если ;
Тангенс не существует, если .
№ 15
- Формулами приведения называются соотношения, с помощью которых значения тригонометрических функций аргументов , , , , выражаются через значения sin , cos , tg и ctg .
- Все формулы приведения можно свести в следующую таблицу:
Функция | Аргумент | |||||||
sin | cos | cos | sin | -sin | -cos | -cos | -sin | sin |
cos | sin | -sin | -cos | -cos | -sin | sin | cos | cos |
tg | ctg | -ctg | -tg | tg | ctg | -ctg | -tg | tg |
ctg | tg | -tg | -ctg | ctg | tg | -tg | -ctg | ctg |
- Для облегчения запоминания приведенных формул нужно использовать следующие правила:
a) при переходе от функций углов , к функциям угла название функции изменяют: синус на косинус, тангенс на котангенс и наоборот;
при переходе от функций углов , к функциям угла название функции сохраняют;
б) считая острым углом (т. е. ), перед функцией угла ставят такой знак, какой имеет приводимая функ-ция углов , , .
Все вышеприведенные формулы можно получить, пользуясь следующим правилом:
Любая тригонометрическая функция угла 90°n + по абсолютной величине равна той же функции угла , если число n - четное, и дополнительной функции, если число n - нечетное. При этом, если функция угла 90°n + . положительна, когда - острый угол, то знаки обеих функций одинаковы, если отрицательна, то различны.
№ 16
- Формулы косинуса суммы и разности двух аргументов:
Рис.1 Рис.2
Повернем радиус ОА, равный R, около точки О на угол и на угол (рис.1). Получим радиусы ОВ и ОС. Найдем скалярное произведение векторов и . Пусть координаты точки В равны х1 и y1, координаты точки С равны х2 и y2. Эти же координаты имеют соответственно и векторы и . По определению скалярного произведения векторов:
= х1 х2 + y1 y2 . (1)
Выразим скалярное произведение через тригонометрические функции углов и . Из определения косинуса и синуса следует, что
х1 = R cos , y1 = R sin , х2 = R cos , y2 = R sin .
Подставив значения х1 , х2 , y1 , y2 в правую часть равенства (1), получим:
= R2 cos cos + R2 sin sin = R2 (cos cos + sin sin).
С другой стороны, по теореме о скалярном произведении векторовимеем:
= cos BOC = R2 cos BOC.
Угол ВОС между векторами и может быть равен - (рис.1), - ( - ) (рис.2) либо может отличаться от этих значений на целое число оборотов. В любом из этих случаев cos BOC = cos ( - ). Поэтому
= R2 cos ( - ).
Т.к. равно также R2 (cos cos + sin sin), то
cos( - ) = cos cos + sin sin.
cos( + ) = cos( - (-)) = cos cos(-) + sin sin(-) = cos cos - sin sin.
Значит,
cos( + ) = cos cos - sin sin. - Формулы синуса суммы и разности двух аргументов:
sin( + ) = cos( /2 - ( + )) = cos(( /2 - ) - ) = cos( /2 - ) cos + sin( /2 - ) sin = sin cos + cos sin.
Значит,
sin( + ) = sin cos + cos sin.
sin( - ) = sin( + (-)) = sin cos(-) + cos sin(-) = sin cos - cos sin.
Значит,
sin( - ) = sin cos - cos sin.
№ 17
Формулы двойных углов
Формулы сложения позволяют выразить sin 2, cos 2, tg 2, ctg 2 через тригонометрические функции угла .
Положим в формулах
sin( + ) = sin cos + cos sin ,
cos( + ) = cos cos - sin sin ,
,
.
равным . Получим тождества:
sin 2 = 2 sin cos ;
cos 2 = cos2 - sin2 = 1 - sin2 = 2 cos2 - 1;
; .
№ 18
Формулы половинного аргумента
- Выразив правую часть формулы cos 2 = cos2 - sin2 через одну тригонометрическую функцию (синус или косинус), придем к соотношениям
cos 2 = 1 - sin2 , cos 2 = 2 cos2 - 1.
Если в данных соотношениях положить = /2, то получим:
cos = 1 - 2 sin2 /2, cos 2 = 2 cos2 /2 - 1. (1) - Из формул (1) следует, что
(2), (3). - Разделив почленно равенство (2) на равенство (3), получим
(4). - В формулах (2), (3) и (4) знак перед радикалом зависит от того, в какой координатной четверти находится угол /2.
- Полезно знать следующую формулу:
.
№ 19
Формулы суммы и разности синусов, косинусов
Сумму и разность синусов или косинусов можно представить в виде произведения тригонометрических функций. Формулы, на которых основано такое преобразование, могут быть получены из формул сложения.
Чтобы представить в виде произведения сумму sin + sin , положим = x + y и = x - y и воспользуемся формулами синуса суммы и синуса разности. Получим:
sin + sin = sin (x + y) + sin (x - y) = sinx cosy + cosx siny + sinx cosy - cosx siny = 2sinx cosy.
Решив теперь систему уравнений = x + y, = x - y относительно x и y, получим х = , y = .
Следовательно,
sin + sin = 2 sin cos .
Аналогичным образом выводят формулы:
sin -sin = 2 cos sin ;
cos + cos = 2 cos cos ;
cos + cos