Все темы: Математика профиль

Синус, косинус, тангенс числового аргумента

Синус числа t — это ордината точки единичной окружности, в которую точка (1; 0) переходит при повороте на t радиан, а косинус — абсцисса той же точки. На ЕГЭ тема нужна в задании 8 (1 балл), где считают значения, и в задании 14 (2 балла), где по сериям корней отбирают ответы.

Формулы тригонометрии в одной таблице

Определения и тождества темы: что они дают и когда применимы
ПравилоФормулаКогда применять и ограничения
Определениеcos t = x_P, sin t = y_PДля любого числа t; поэтому |sin t| ≤ 1 и |cos t| ≤ 1
Радианыπ = 180°, 1° = π/180Градусы умножают на π/180; sin 2 — синус 2 радиан, а не градусов
Основное тождествоsin² t + cos² t = 1Только при одинаковом аргументе: (sin 30°)² + (cos 60°)² = 0,5
Тангенс и котангенсtg t = (sin t)/(cos t), ctg t = (cos t)/(sin t)Тангенс — при t ≠ π/2 + πn, котангенс — при t ≠ πn
Следствие тождества1 + tg² t = 1/(cos² t)Получается делением тождества на cos² t; так же 1 + ctg² t = 1/sin² t
Периодsin(t + 2πn) = sin t, tg(t + πn) = tgtУ синуса и косинуса период 2π, у тангенса — π
Чётностьcos(−t) = cos t, sin(−t) = −sin tКосинус чётный, синус и тангенс нечётные
Приведениеsin (π/2 - t) = cos tОт π/2 и 3π/2 имя меняется, от π и 2π — нет; знак — исходной функции в четверти аргумента

Здесь синус перестаёт быть про треугольник: аргументом становится любое число, а всю тему держит одна картинка — единичная окружность. Из неё вытекают знаки по четвертям, основное тождество, формулы приведения и серии корней. Это задание 8 за 1 балл и половина работы в задании 14. Формул много, а в справочных материалах профиля их почти нет.

Обновлено

Что такое синус и косинус числа на единичной окружности?

Сначала синус и косинус вводят через прямоугольный треугольник, как отношение сторон. У такого определения жёсткий потолок: угол обязан быть острым. Синуса числа 100 в треугольнике не найти — такого треугольника нет.

Поэтому определение переносят на единичную окружность: центр в начале координат, радиус 1. Берём точку (1; 0) и поворачиваем её на t радиан — против часовой стрелки, если t > 0, и по часовой, если t < 0. Точка приезжает куда-то на окружность; назовём её P. Тогда по определению:

в строку: cos t = x_P, sin t = y_P

Косинус — абсцисса, синус — ордината. Это вся тема в одной строке: дальше мы будем только читать эту картинку. Число t тут — не градусы, а радианы. Один радиан — это центральный угол, который опирается на дугу длиной в радиус. Полный оборот равен 2π, половина оборота — π, а значит:

в строку: π = 180°, 1° = π/180 рад

Отсюда рабочие переводы, которые надо знать без вывода: 30° = π/6, 45° = π/4, 60° = π/3, 90° = π/2. Правило одно: градусы умножаем на π/180.

Запись sin 2 означает синус числа 2, то есть 2 радиан, а не 2 градусов. И это уже полезно: число 2 больше π/2≈1,57, но меньше π≈3,14, значит точка P сидит во второй четверти — выше оси Ox и левее оси Oy. Отсюда сразу: sin 2 > 0, а cos 2 < 0. Ни таблицы, ни калькулятора для этого не понадобилось.

Два следствия из определения, которые экономят время на экзамене. Первое: sin t и cos t существуют для любого числа t — повернуть точку можно на сколько угодно. Второе: точка P не покидает окружность радиуса 1, поэтому её координаты не вылезают за границы от −1 до 1:

в строку: |sin t| ≤ 1, |cos t| ≤ 1

Поэтому у уравнения sin x = 2 корней нет вообще, и писать в ответ arcsin 2 нельзя — такого числа не существует.

P(cos t; sin t)cos tsin tt1Косинус — абсцисса точки P, синус — её ордината. Оба числа не выходят за пределы от −1 до 1.
Единичная окружность с проекциями радиуса и касательной рядом с Мишей
Координаты точки на единичной окружности задают косинус и синус, а касательная связана с тангенсом.

Знаки по четвертям, период, чётность

Три свойства читаются прямо с окружности, и учить их отдельно не нужно — достаточно понимать, что синус это ордината, а косинус это абсцисса.

Знаки. Синус положителен там, где точка выше оси Ox: в I и II четвертях. Косинус положителен там, где точка правее оси Oy: в I и IV. Тангенс — это их отношение, поэтому он положителен там, где знаки совпадают: в I и III четвертях.

Период. Обойди окружность на полный оборот — вернёшься в ту же точку, а значит координаты не изменятся. Отсюда для любого целого n:

в строку: sin (t + 2π n) = sin t, cos (t + 2π n) = cos t

У тангенса период вдвое меньше, и это не опечатка. Точки t и t + π лежат на концах одного диаметра: у них обе координаты меняют знак на противоположный. А в дроби sin t/cos t два минуса сокращаются — отношение остаётся прежним:

в строку: tg(t + π n) = tg t

Разница между 2πn и πn прямо стоит балла в задании 14: с неверным периодом отбор корней даёт лишние или потерянные ответы.

Чётность. Числу −t отвечает точка, симметричная точке t относительно оси Ox. Абсцисса при такой симметрии не меняется, а ордината меняет знак:

в строку: cos (-t) = cos t, sin (-t) = -sin t, tg(-t) = -tg t

Косинус — чётная функция, синус и тангенс — нечётные. Проверь на числах: cos(−π/3) = cos(π/3) = 0,5, а sin(−π/6) = −0,5.

IIIIIIIVsin +cos +tg +sin +cos −tg −sin −cos −tg +sin −cos +tg −Знак синуса читается по ординате, знак косинуса — по абсциссе, а тангенс положителен там, где их знаки совпадают.

Основное тождество и связь функций

Точка P(cos t; sin t) лежит на окружности радиуса 1 с центром в начале координат. Уравнение этой окружности — x² + y² = 1. Подставь координаты точки — и получишь главную формулу тригонометрии:

в строку: sin² t + cos² t = 1

Это основное тригонометрическое тождество. Запись sin² t означает (sin t)² — квадрат самого числа, а не «синус от t²».

Тождество работает только при одинаковом аргументе. Именно здесь легко потерять балл в задании 8: в бланк просят целое число или конечную десятичную дробь, единица выглядит правдоподобно, и рука пишет её не глядя. Сравни две строчки:

в строку: sin² 30° + cos² 30° = 1/4 + 3/4 = 1
в строку: (sin 30°)² + (cos 60°)² = 1/4 + 1/4 = 0,5

Внешне почти одно и то же, а ответы разные: во второй строке аргументы 30° и 60° различаются, и тождество к ней просто неприменимо — приходится считать в лоб по таблице.

Тангенс и котангенс определяются через синус с косинусом, и у каждого своё ограничение:

в строку: tg t = (sin t)/(cos t) (t ≠ π/2 + π n), ctg t = (cos t)/(sin t) (t ≠ π n)

Тангенс не определён там, где косинус обращается в ноль, то есть в точках π/2 + πn. Ограничений сверху и снизу у тангенса, в отличие от синуса, нет: он принимает любые действительные значения. Там, где определены оба, tgt·ctgt = 1.

Если разделить основное тождество на cos² t, а потом на sin² t, получатся ещё две формулы — выводить их за 10 секунд надёжнее, чем зубрить:

в строку: 1 + tg² t = 1/(cos² t), 1 + ctg² t = 1/(sin² t)

Главный рабочий приём темы: по одной функции и четверти находим все остальные. Пусть cos t = −0,6, причём t∈(π; 3π/2). Из тождества sin² t = 1 - 0,36 = 0,64, откуда sin t = ±0,8. Тождество даёт два варианта, и выбрать между ними может только четверть: t в третьей, синус там отрицателен, значит sin t = −0,8. Дальше tgt = (−0,8)/(−0,6) = 4/3. Без указания четверти задача имела бы два ответа — поэтому её в условии всегда дают.

Какие значения синуса, косинуса и тангенса нужно знать наизусть?

Калькулятор на экзамене запрещён, а в справочных материалах профиля таблицы значений нет. Значит, эти числа нужно знать наизусть — без них тригонометрическое задание 8 не решить.

в строку: градусы 0° 30° 45° 60° 90°; t 0 π/6 π/4 π/3 π/2; sin t 0 1/2 √2/2 √3/2 1; cos t 1 √3/2 √2/2 1/2 0; tg t 0 √3/3 1 √3 -

Прочерк в последней клетке не для красоты: tg(π/2) не существует, потому что cos(π/2) = 0, а на ноль не делят.

Таблицу удобно не заучивать построчно, а держать в голове три опоры. Первая: строка синуса растёт от 0 до 1, строка косинуса — та же самая, но задом наперёд. Вторая: в середине, при 45°, синус и косинус равны, потому что точка сидит ровно на биссектрисе первой четверти. Третья: тангенс — это частное строк, и его значения проверяются делением. Например, tg(π/6) = (1/2)/(√3/2) = 1/(√3) = √3/3.

Ноль и π/2 надёжнее не запоминать, а читать с окружности: числу 0 отвечает точка (1; 0) — значит косинус 1, синус 0. Числу π/2 отвечает верхняя точка (0; 1) — косинус 0, синус 1. Тем же способом достаются π и 3π/2: cos π = −1, sin π = 0, cos(3π/2) = 0, sin(3π/2) = −1.

Как пользоваться формулами приведения?

В таблице всего пять столбцов, а в заданиях встречаются 7π/6, 135° и 5π/4. Мост между ними — формулы приведения. Заучивать их десятками бессмысленно: работает одно правило из двух шагов.

Шаг 1. Меняется ли имя функции? Смотри, от чего отсчитываем аргумент. От π/2 или 3π/2 — функция меняется на «соседнюю»: синус на косинус, тангенс на котангенс, и наоборот. От π или 2π — имя остаётся прежним. Мнемоника: π и 2π лежат на горизонтальной оси — по горизонтали не меняем; π/2 и 3π/2 — на вертикальной, по вертикали меняем.

Шаг 2. Какой знак? Считай t «острым» — то есть числом из интервала (0; π/2), как острый угол в треугольнике, — найди четверть, в которую попал весь аргумент, и поставь знак исходной функции в этой четверти. Ключевое слово — исходной: той, что стоит слева, до всяких замен.

Разберём на трёх примерах. cos(π/2 + t): отсчитываем от π/2, значит имя меняем на синус; при остром t точка π/2 + t лежит во второй четверти, где косинус отрицателен, — ставим минус.

в строку: cos (π/2 + t) = -sin t

sin(π − t): отсчитываем от π — имя не трогаем; точка во второй четверти, синус там положителен. tg(π + t): имя не меняем, точка в третьей четверти, тангенс там положителен.

в строку: sin (π - t) = sin t, tg(π + t) = tg t

Отдельно выучи пару, которая постоянно встречается в задании 8:

в строку: sin (π/2 - t) = cos t, cos (π/2 - t) = sin t

Именно она объясняет, почему sin² 75° + sin² 15° = 1. Основное тождество тут сразу не применить — аргументы-то разные. Но 75° = 90° - 15°, поэтому sin 75° = cos 15°, и выражение превращается в cos² 15° + sin² 15° — вот теперь аргумент общий и ответ равен 1. Сравни с (sin 30°)² + (cos 60°)² = 0,5: там сумма в единицу не сворачивается, хотя выглядит похоже. Разница ровно одна — можно ли честно привести аргументы к общему.

Если аргумент больше полного оборота, сначала выбрось обороты. cos(13π/6) = cos(13π/6 − 2π) = cos(π/6) = √3/2.

И трезвая правда про экзамен: формул приведения в справочных материалах профиля нет. Там всего четыре формулы — синус и косинус двойного угла и синус с косинусом суммы. Всё остальное, включая приведение, знаки и таблицу, ты достаёшь из головы. Как раз поэтому правило из двух шагов ценнее списка из шестнадцати формул: список забывается, правило восстанавливается по окружности.

Что такое арксинус, арккосинус и арктангенс?

Обратный вопрос: известно значение синуса — чему равно само число? На окружности таких чисел бесконечно много, поэтому договорились выбирать одно, «главное», и для каждой функции свой участок.

Арксинус arcsin a — это число из отрезка [−π/2; π/2], синус которого равен a. Арккосинус arccos a — число из отрезка [0; π] с косинусом a. Оба существуют только при |a|≤1. Арктангенс arctga — число из интервала (−π/2; π/2) с тангенсом a, и он определён при любом a.

Из-за разных участков отрицательный аргумент обрабатывается по-разному:

в строку: arcsin (-a) = -arcsin a, arctg(-a) = -arctg a, arccos (-a) = π - arccos a

Арккосинус выбивается не по прихоти: его отрезок [0; π] не симметричен относительно нуля, отрицательных чисел там нет вовсе. Поэтому arccos(−1/2) = π − π/3 = 2π/3, а вовсе не −π/3: число −π/3 лежит вне отрезка и арккосинусом быть не может.

Теперь серии корней — то, ради чего вся тема выходит в задание 14:

в строку: sin x = a ⇒ x = (-1)ⁿ arcsin a + π n, n ∈ ℤ
в строку: cos x = a ⇒ x = ±arccos a + 2π n, n ∈ ℤ
в строку: tg x = a ⇒ x = arctg a + π n, n ∈ ℤ

Запись n∈ℤ — не украшение: без неё ответ формально не записан. Возьми за правило дописывать её сразу, вместе с формулой.

Разберись с периодами, иначе отбор развалится — у каждой функции своя логика шага.

У косинуса на окружности две точки с нужной абсциссой, они симметричны относительно оси Ox — отсюда ±, а шаг 2πn совпадает с периодом.

У тангенса нужная точка повторяется через π, поэтому и шаг πn.

У синуса точек тоже две, но их склеили в одну запись множителем (-1)ⁿ: при чётном n получается одна серия, при нечётном — вторая. Так что πn у синуса — это не период (период равен 2π), а шаг склеенной записи.

Перепутать 2πn у косинуса с πn у тангенса — самая дорогая ошибка отбора.

Частные случаи через общую формулу тоже проходят, но записывать их лучше сразу коротко — так меньше шансов запутаться при отборе:

в строку: sin x = 0 ⇒ x = π n; sin x = 1 ⇒ x = π/2 + 2π n; sin x = -1 ⇒ x = -π/2 + 2π n
в строку: cos x = 0 ⇒ x = π/2 + π n; cos x = 1 ⇒ x = 2π n; cos x = -1 ⇒ x = π + 2π n

Обрати внимание на cos x = 0: две серии ±π/2 + 2πn склеиваются в одну π/2 + πn. И ещё раз про границы: если |a| > 1, у уравнений с синусом и косинусом корней нет — это законный ответ, а не тупик.

На этом территория нашей темы заканчивается. Мы умеем решать простейшее уравнение — то, где слева стоит одна функция, а справа число: это чтение окружности, а не метод. Приёмы, которые сводят к простейшему настоящее уравнение из задания 14 — замена через тождество, однородные уравнения, разложение на множители, вспомогательный угол, — живут в теме кода 2.5 «Тригонометрические уравнения/неравенства». Преобразования выражений с двойным углом и суммой углов — в теме кода 1.8.

Аркфункции и серии корней

Главные значения и формулы корней простейших уравнений
Что ищемФормулаОграничения
Арксинусarcsin a ∈ [-π/2; π/2]|a| ≤ 1; arcsin(−a) = −arcsin a
Арккосинусarccos a∈[0; π]|a| ≤ 1; arccos(−a) = π − arccos a
Арктангенсarctg a ∈ (-π/2; π/2)Любое a; arctg(−a) = −arctg a
sin x = ax = (-1)ⁿ arcsin a + π n|a| ≤ 1, n ∈ ℤ; πn здесь шаг склеенной записи, а не период
cos x = ax = ±arccos a + 2πn|a| ≤ 1, n ∈ ℤ; при |a| > 1 корней нет
tg x = ax = arctga + πnЛюбое a, n ∈ ℤ
Частные случаиsin x = 0 ⇒ x = π n; cos x = 0 ⇒ x = π/2 + π nЗаписывают сразу коротко: так меньше путаницы при отборе

Разбор задания 8: вычисление значения

Пример
Найди значение выражения sin²(7π/6) + cos(4π/3) + tg(5π/4).
Считаем каждое слагаемое отдельно. Общий приём один: представить аргумент в виде «π плюс острое число», определить четверть и снять знак.Первое слагаемое. 7π/6 = π + π/6 — отсчитываем от π, поэтому имя функции не меняем. Точка попадает в третью четверть, синус там отрицателен:sin 7π/6 = sin (π + π/6) = -sin π/6 = -1/2В выражении стоит квадрат синуса, а минус в квадрате пропадает:sin²7π/6 = (-1/2)² = 1/4 = 0,25Второе слагаемое. 4π/3 = π + π/3: имя не меняем, точка снова в третьей четверти, косинус там отрицателен.cos 4π/3 = cos (π + π/3) = -cos π/3 = -0,5Третье слагаемое. 5π/4 = π + π/4: имя не меняем, третья четверть, но тангенс в ней положителен — знаки синуса и косинуса совпали.tg5π/4 = tg(π + π/4) = tgπ/4 = 1Складываем три числа:0,25 + (−0,5) + 1 = 0,75Проверь себя по формату: 0,75 — конечная десятичная дробь, ровно то, что принимает бланк части 1. Если бы вышло что-то вроде √3/2, это был бы сигнал вернуться и поискать ошибку в знаке или в приведении.Ответ: 0,75.

Разбор в стиле задания 14: серия корней и отбор

Пример
а) Реши уравнение cos x = −1/2. б) Найди корни, принадлежащие отрезку [0; 3π].
Пункт а). Сначала проверка на существование корней: | − 1/2|≤1, значит корни есть. Работает формула для косинуса — с плюс-минус и периодом 2π.Считаем арккосинус отрицательного числа по формуле arccos(−a) = π − arccos a. Так как arccos(1/2) = π/3, получаем arccos(−1/2) = π − π/3 = 2π/3.x = ±arccos (-1/2) + 2π n = ±2π/3 + 2π n, n ∈ ℤПункт б). Отрезок [0; 3π] длиннее полного оборота, поэтому окружность тут неудобна: точки на ней начнут накладываться. Надёжнее перебрать n по каждой серии отдельно. Чтобы сравнивать без десятичных дробей, приведём границы к общему знаменателю: 0 = 0, 3π = 9π/3.Серия 1: x = 2π/3 + 2πn. При n = 0: x = 2π/3, и 0≤2π/3≤9π/3 — подходит. При n = 1: x = 2π/3 + 2π = 8π/3, и 8π/3 < 9π/3 — подходит.При n = 2: x = 2π/3 + 4π = 14π/3 — это больше 9π/3, вылетело. При n = −1: x = 2π/3 − 2π = −4π/3 — меньше нуля, тоже вылетело. Дальше проверять незачем: серия монотонно уходит от отрезка в обе стороны.Серия 2: x = −2π/3 + 2πn. При n = 0: x = −2π/3 < 0 — не подходит. При n = 1: x = −2π/3 + 2π = 4π/3, и 4π/3 < 9π/3 — подходит. При n = 2: x = −2π/3 + 4π = 10π/3 — больше 9π/3, не подходит.Собираем корни из обеих серий по возрастанию: 2π/3; 4π/3; 8π/3. Грубая проверка в уме: 3π≈9,4, а корни примерно 2,1; 4,2 и 8,4 — все внутри отрезка, четвёртого корня рядом нет.Обрати внимание, что забытая вторая серия стоила бы здесь корня 4π/3, а неверный период πn вместо 2πn подарил бы лишние числа, которые уравнению не удовлетворяют. По критериям задания 14 пункт б) весит столько же, сколько пункт а), — ошибка отбора стоит ровно балл.Ответ: а) x = ±2π/3 + 2πn, n ∈ ℤ; б) 2π/3; 4π/3; 8π/3.

Как считать тригонометрическое значение в задании 8

  1. 1Выбрось полные обороты. У синуса и косинуса вычитай 2π (или 360°), у тангенса — π (или 180°), пока аргумент не уместится в один оборот. Значение от этого не меняется — это и есть периодичность.
  2. 2Разложи аргумент на «опора плюс острое». Опоры всего четыре: π/2, π, 3π/2, 2π. Например, 5π/4 = π + π/4, а 135° = 180° − 45°.
  3. 3Реши, меняется ли имя функции. Опора π или 2π — имя остаётся. Опора π/2 или 3π/2 — синус становится косинусом, тангенс котангенсом, и наоборот.
  4. 4Поставь знак по четверти. Определи, в какой четверти лежит аргумент, и возьми знак исходной функции в этой четверти — той, что стояла в условии, а не той, на которую поменяли имя.
  5. 5Подставь табличное значение для острого числа и доведи арифметику до конца. Если в выражении есть квадрат, возводи в квадрат уже после того, как снял знак, — минус при этом исчезнет.
  6. 6Проверь формат ответа. В бланк части 1 идёт целое число или конечная десятичная дробь. Остался корень или дробь с π — ищи ошибку: либо потерян знак, либо аргументы в тождестве были разными, либо не дочитано условие.

Проверь себя

Шесть вопросов по тем местам, где на экзамене теряют балл. Отвечай, не подглядывая в текст выше.

1.Чему равно значение выражения (sin 30°)² + (cos 60°)²?

Основное тождество здесь не работает: аргументы разные — 30° и 60°. Считаем в лоб по таблице: sin 30° = 1/2 и cos 60° = 1/2, значит сумма равна 1/4 + 1/4 = 0,5. А вот sin² 30° + cos² 30° действительно равно 1, потому что там аргумент один и тот же.

2.Число t принадлежит промежутку (π; 3π/2). Какие знаки у sin t, cos t и tg t?

Это третья четверть: точка лежит ниже оси Ox и левее оси Oy. Ордината отрицательна — значит sin t < 0; абсцисса отрицательна — значит cos t < 0. Тангенс равен их частному, а минус на минус даёт плюс: tg t > 0.

3.Известно, что cos t = 0,6 и число t принадлежит промежутку (3π/2; 2π). Чему равен sin t?

Из основного тождества sin² t = 1 − 0,6² = 1 − 0,36 = 0,64, откуда sin t = ±0,8. Выбрать знак может только четверть: промежуток (3π/2; 2π) — это четвёртая четверть, точка лежит ниже оси Ox, синус там отрицателен. Ответ −0,8.

4.Какая запись серии корней уравнения cos x = 1/2 верна?

У косинуса период 2π, поэтому шаг серии равен 2πn. Абсциссу 1/2 имеют две точки окружности, симметричные относительно оси Ox, — их и собирает знак ±. Запись с (−1)ⁿ относится к синусу, шаг πn — к тангенсу, а вариант без ± теряет половину корней.

5.Чему равно sin(π/2 + t)?

Опора π/2 стоит на вертикальной оси, поэтому имя функции меняется: синус становится косинусом. Знак берём у исходной функции — у синуса: при остром t точка π/2 + t лежит во второй четверти, где синус положителен. Значит sin(π/2 + t) = cos t. Проверка на числах: sin(2π/3) = √3/2 и cos(π/6) = √3/2.

6.Чему равен arccos(−1/2)?

Арккосинус по определению принимает значения только из отрезка [0; π], поэтому отрицательным он быть не может — вариант −π/3 отпадает сразу. По формуле arccos(−a) = π − arccos a получаем π − π/3 = 2π/3. Число 4π/3 из отрезка [0; π] тоже выпадает.

Какие ошибки делают при вычислении синуса, косинуса и тангенса?

Ошибка 1

Применяют основное тождество к разным аргументам. (sin 30°)² + (cos 60°)² равно 0,5, а не 1: аргументы 30° и 60° различаются. Тождество складывает квадраты синуса и косинуса одного и того же числа. Прежде чем свернуть сумму в единицу, посмотри на аргументы, а не на форму записи.

Ошибка 2

Берут знак не той функции. В cos(π/2 + t) имя меняется на синус, но знак определяется по косинусу — по той функции, что стояла в условии. Во второй четверти косинус отрицателен, поэтому ответ −sin t, а не sin t. Правило: имя меняем по опоре, знак ставим по исходной функции.

Ошибка 3

Путают периоды в сериях корней. У косинуса шаг 2πn, у тангенса — πn. Записал ±arccos a + πn — в отборе появятся числа, которые уравнению не удовлетворяют. Записал arctga + 2πn — потеряешь половину корней.

Ошибка 4

Теряют вторую серию у косинуса. Знак ± в формуле x = ±arccos a + 2πn означает две независимые серии, и перебирать n надо в каждой отдельно. В разборе выше именно вторая серия дала корень 4π/3.

Ошибка 5

Не дописывают n∈ℤ. Без этой оговорки серия корней не записана: n остаётся неизвестно чем. В части 2 решение проверяет эксперт, и такая мелочь бьёт по обоснованности ответа. Дописывай сразу вместе с формулой, а не «потом, если останется время».

Ошибка 6

Считают арккосинус отрицательного числа отрицательным. arccos(−1/2) = 2π/3, а не −π/3: арккосинус живёт на отрезке [0; π], где отрицательных чисел нет. Минус «выносится» только у арксинуса и арктангенса — их отрезки симметричны относительно нуля.

Ошибка 7

Ждут формулы приведения в справочных материалах. На профиле выдают ровно четыре формулы: синус и косинус двойного угла, синус и косинус суммы. Приведения, таблицы значений, знаков по четвертям и формул половинного угла там нет — рассчитывать на подсказку в КИМ нельзя.

Ошибка 8

Пишут arcsin 2 и подобное. Синус и косинус не выходят за пределы от −1 до 1, поэтому при |a| > 1 у уравнения sin x = a корней нет. «Корней нет» — это полноценный ответ, а не признак того, что ты застрял.

Запомни для экзамена

1sin² t + cos² t = 1
2tg t = (sin t)/(cos t), ctg t = (cos t)/(sin t)
31 + tg² t = 1/(cos² t)
4sin(t + 2πn) = sin t, tg(t + πn) = tgt
5sin x = a ⇒ x = (-1)ⁿ arcsin a + π n
6cos x = a⇒x = ±arccos a + 2πn
7tgx = a⇒x = arctga + πn
8В справочных материалах профиля только четыре формулы: sin 2α, cos 2α, sin(α + β), cos(α + β). Приведение, знаки и таблица значений — наизусть.

На экзамене

  • Задание 8 стоит 1 балл — держись в пределах трёх минут. Числа в нём всегда «хорошие»: углы 30°, 45°, 60°, 90°, 135° и их родственники на окружности. Если считается тяжело, значит выбран длинный путь.
  • Ответ задания 8 — целое число или конечная десятичная дробь. Получился корень или выражение с π — это не «сложный ответ», а сигнал ошибки: чаще всего потерян знак или к разным аргументам применено основное тождество.
  • Калькулятор запрещён, из инструментов только линейка. Поэтому первое, что стоит сделать на черновике в начале работы, — набросать окружность с четвертями и таблицу значений, пока голова свежая. Потом её оттуда достаёшь, а не вспоминаешь под тикающие часы.
  • Задание 14 стоит 2 балла и состоит из двух пунктов. По критериям верно решённый один пункт даёт 1 балл, оба — 2. Отбор корней весит ровно столько же, сколько само решение уравнения, поэтому доводи пункт б) до конца, даже если время поджимает.
  • Способ отбора выбирай под отрезок. Отрезок короче оборота (2π) — рисуй окружность и отмечай точки, так нагляднее. Отрезок длиннее оборота или с несимметричными границами — перебирай n по каждой серии и записывай проверку неравенства: эксперт должен видеть, почему одни корни взяты, а другие отброшены.
  • Не проверяй бесконечно много значений n. Серия монотонна: как только очередной корень вышел за границу отрезка, следующие уйдут дальше — в ту же сторону. Двух «промахов» с каждого края достаточно, чтобы остановиться.

Словарь темы

Единичная окружность
Окружность радиуса 1 с центром в начале координат. На ней определяют синус и косинус любого числа: точку (1; 0) поворачивают на t радиан и смотрят на координаты получившейся точки.
Радиан
Центральный угол, опирающийся на дугу длиной в радиус. Полный оборот равен 2π радиан, поэтому π радиан = 180°. Градусы переводят в радианы умножением на π/180.
Синус числа t
Ордината точки единичной окружности, полученной поворотом точки (1; 0) на t радиан. Не превосходит 1 по модулю и определён для любого числа t.
Косинус числа t
Абсцисса той же точки. Тоже не превосходит 1 по модулю и определён для любого t. Чётная функция: cos(−t) = cos t.
Тангенс числа t
Отношение sin t / cos t. Определён везде, кроме точек π/2 + πn, где косинус обращается в ноль. Значения ничем не ограничены, период равен π, а не 2π.
Основное тригонометрическое тождество
Равенство sin² t + cos² t = 1. Это уравнение единичной окружности, записанное через координаты точки. Работает только при одинаковом аргументе у обоих слагаемых.
Формулы приведения
Правило, сводящее синус, косинус или тангенс любого аргумента к острому. Имя функции меняется, если аргумент отсчитан от π/2 или 3π/2, и остаётся при π или 2π; знак берут у исходной функции по четверти.
Острое число
Число из интервала (0; π/2) — аналог острого угла треугольника. К нему сводят любой аргумент в формулах приведения, чтобы затем взять готовое табличное значение.
Арксинус, арккосинус, арктангенс
Числа, восстанавливаемые по известному значению функции: arcsin a лежит в [−π/2; π/2], arccos a — в [0; π], arctg a — в (−π/2; π/2). Первые два определены только при |a| ≤ 1.
Серия корней
Запись всех решений уравнения одной формулой с целым параметром n, например x = ±arccos a + 2πn, n ∈ ℤ. Без оговорки n ∈ ℤ запись неполна.
Отбор корней
Пункт б) задания 14: из бесконечной серии выбирают решения, попавшие в заданный отрезок. Оценивается наравне с решением самого уравнения.

Частые вопросы

Что такое синус числа?

Синус числа t — ордината точки единичной окружности, полученной поворотом точки (1; 0) на t радиан, а косинус — абсцисса той же точки. Оба определены для любого числа t и по модулю не превосходят 1.

Как решать задания по теме «Синус, косинус, тангенс числового аргумента»?

Шаги такие:

  1. выбрось полные обороты
  2. разложи аргумент на «опора плюс острое»
  3. реши, меняется ли имя функции
  4. поставь знак по четверти
  5. подставь табличное значение
  6. проверь формат ответа.

Какие ошибки чаще всего допускают в теме «Синус, косинус, тангенс числового аргумента»?

Применяют основное тождество к разным аргументам. (sin 30°)² + (cos 60°)² равно 0,5, а не 1: аргументы 30° и 60° различаются. Тождество складывает квадраты синуса и косинуса одного и того же числа. Прежде чем свернуть сумму в единицу, посмотри на аргументы, а не на форму записи.

Что нужно запомнить по теме «Синус, косинус, тангенс числового аргумента»?

Главное:

  1. sin² t + cos² t = 1
  2. tg t = (sin t)/(cos t), ctg t = (cos t)/(sin t)
  3. 1 + tg² t = 1/(cos² t)
  4. sin (t + 2π n) = sin t, tg(t + π n) = tg t.

Остальное — в разделе темы выше.

Задание дня ЕГЭ — каждый день одно новое · задание раз в неделю в Telegram

Источники и проверка

4 документа
  1. Демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ 2027 по профильной математике (архив ФИПИ). ФИПИ, проект 2027 года.
  2. ФИПИ: демоверсии, спецификации и кодификаторы ЕГЭ 2027. ФИПИ, проект 2027 года.
  3. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (приказ Минобрнауки России от 17.05.2012 № 413, в редакции приказа Минпросвещения России от 12.08.2022 № 732) — на него опирается кодификатор ЕГЭ.
  4. Федеральная образовательная программа среднего общего образования (приказ Минпросвещения России от 18.05.2023 № 371) — на него опирается кодификатор ЕГЭ.

Соответствие кодификатору ЕГЭ 2027 (проект ФИПИ от 28.08.2026, сверено ): 1.5 «Синус, косинус и тангенс числового аргумента. Арксинус, арккосинус, арктангенс». В проекте КИМ 2027 вычисление значения выражения — задание 8, уравнение с отбором корней на 2 балла — задание 14.

Что сверено по документам

  • Тема соответствует коду 1.5 кодификатора ФИПИ-2026 по математике профильного уровня и в проекте КИМ 2027 проверяется заданиями 8 и 14.
  • Задание 8 — базовый уровень, 1 балл, краткий ответ; задание 14 — повышенный уровень, 2 балла, развёрнутое решение.
  • В задании 14 два пункта; 2 балла — оба пункта верно, 1 балл — верен только один пункт. Отбор корней весит столько же, сколько решение уравнения.
  • На профильном экзамене калькулятор запрещён (разрешена линейка), а в справочных материалах КИМ есть только четыре формулы: sin 2α, cos 2α, sin(α+β), cos(α+β). Формул приведения и таблицы значений там нет.
  • Ответ части 1 — целое число или конечная десятичная дробь.
  • Определение: cos t — абсцисса, sin t — ордината точки единичной окружности, полученной поворотом точки (1; 0) на t радиан. Отсюда |sin t| ≤ 1 и |cos t| ≤ 1, а обе функции определены при любом t.
  • sin² t + cos² t = 1 (основное тригонометрическое тождество).
  • Контраст в задании 8: sin² 30° + cos² 30° = 1, но (sin 30°)² + (cos 60°)² = 0,5, а sin² 75° + sin² 15° = 1 только после приведения sin 75° = cos 15°.
  • Знаки по четвертям: sin положителен в I и II, cos — в I и IV, tg — в I и III.
  • Период синуса и косинуса равен 2π, период тангенса — π: sin(t + 2πn) = sin t, tg(t + πn) = tg t.
  • Чётность: cos(−t) = cos t, sin(−t) = −sin t, tg(−t) = −tg t.
  • tg t = sin t / cos t определён при t ≠ π/2 + πn; ctg t = cos t / sin t определён при t ≠ πn; 1 + tg² t = 1/cos² t и 1 + ctg² t = 1/sin² t.
  • Таблица значений для 0, π/6, π/4, π/3, π/2 (sin: 0, 1/2, √2/2, √3/2, 1; cos: 1, √3/2, √2/2, 1/2, 0; tg: 0, √3/3, 1, √3, не существует).
  • Правило формул приведения: имя функции меняется на кофункцию при опорах π/2 и 3π/2 и сохраняется при π и 2π; знак определяется по четверти для исходной функции при остром t.
  • arcsin a ∈ [−π/2; π/2] и arccos a ∈ [0; π] определены при |a| ≤ 1; arctg a ∈ (−π/2; π/2) определён при любом a. arcsin(−a) = −arcsin a, arctg(−a) = −arctg a, arccos(−a) = π − arccos a.
  • Серии корней простейших уравнений: sin x = a → x = (−1)ⁿ arcsin a + πn; cos x = a → x = ±arccos a + 2πn; tg x = a → x = arctg a + πn, n ∈ ℤ. При |a| > 1 у первых двух корней нет.
  • Частные случаи: sin x = 0 → x = πn; sin x = ±1 → x = ±π/2 + 2πn; cos x = 0 → x = π/2 + πn; cos x = 1 → x = 2πn; cos x = −1 → x = π + 2πn.

Утверждения сверены со спецификацией и кодификатором ФИПИ, проверено редакцией НейроМиши, обновлено . Как мы готовим материалы.

Прогресс сохранится на этом устройстве.

Закрепи на тренажёре

Прочитал теорию — реши задания по теме. Миша подберёт уровень и разберёт ошибки.

Ещё по заданию 8

Разбор задания 8 на ЕГЭЧто проверяют, сколько баллов, как оформлять

Таблицы и шпаргалки по теме

К списку темВсе темы ЕГЭ по профильной математике