Давайте решим каждое задание по очереди и подробно объясним подход к их решению.
Задание 1
1) Найдем tg 15°:
Для вычисления тангенса угла 15° воспользуемся формулой для разности углов:
[
\tan(a - b) = \frac{\tan a - \tan b}{1 + \tan a \tan b}
]
Пусть (a = 45°) и (b = 30°). Тогда:
[
\tan(15°) = \tan(45° - 30°) = \frac{\tan 45° - \tan 30°}{1 + \tan 45° \tan 30°}
]
Значения тангенсов:
- (\tan 45° = 1)
- (\tan 30° = \frac{1}{\sqrt{3}})
Подставляем в формулу:
[
\tan 15° = \frac{1 - \frac{1}{\sqrt{3}}}{1 + 1 \cdot \frac{1}{\sqrt{3}}} = \frac{1 - \frac{1}{\sqrt{3}}}{1 + \frac{1}{\sqrt{3}}}
]
Умножим числитель и знаменатель на (\sqrt{3}):
[
\tan 15° = \frac{\sqrt{3} - 1}{\sqrt{3} + 1}
]
2) Найдем ctg 15°:
Катангенс является обратной величиной к тангенсу:
[
\cot 15° = \frac{1}{\tan 15°} = \frac{\sqrt{3} + 1}{\sqrt{3} - 1}
]
3) Найдем tg 75°:
Используем формулу тангенса для суммы углов:
[
\tan(75°) = \tan(45° + 30°) = \frac{\tan 45° + \tan 30°}{1 - \tan 45° \tan 30°}
]
Подставляем значения:
[
\tan 75° = \frac{1 + \frac{1}{\sqrt{3}}}{1 - 1 \cdot \frac{1}{\sqrt{3}}} = \frac{1 + \frac{1}{\sqrt{3}}}{1 - \frac{1}{\sqrt{3}}}
]
Умножаем:
[
\tan 75° = \frac{\sqrt{3} + 1}{\sqrt{3} - 1}
]
4) Найдем tg 105°:
Используем формулу для разности:
[
\tan(105°) = \tan(90° + 15°) = -\cot 15°
]
где значение (-\cot 15°) уже вычислено.
5) Найдем ctg 75°:
[
\cot 75° = \frac{1}{\tan 75°} = \frac{\sqrt{3} - 1}{\sqrt{3} + 1}
]
6) Найдем ctg 105°:
[
\cot 105° = -\tan 15°
]
используя предыдущее значение тангенса.
Задание 2
1) Выразим ctg(a/2) через синус и косинус:
Используем формулу для катангенса угла:
[
\cot \frac{a}{2} = \frac{\cos \frac{a}{2}}{\sin \frac{a}{2}}
]
Попробуем использовать формулы половинного угла:
[
\sin \frac{a}{2} = \sqrt{\frac{1 - \cos a}{2}}, \quad \cos \frac{a}{2} = \sqrt{\frac{1 + \cos a}{2}}
]
Тогда
[
\cot \frac{a}{2} = \frac{\sqrt{\frac{1 + \cos a}{2}}}{\sqrt{\frac{1 - \cos a}{2}}} = \frac{\sqrt{1 + \cos a}}{\sqrt{1 - \cos a}}
]
2) Выразим через тангенс:
[
\cot \frac{a}{2} = \frac{1}{\tan \frac{a}{2}} = \frac{1 + \tan a}{\tan a}
]
3) Выразим через катангенс:
[
\cot \frac{a}{2} = \sqrt{\frac{1 + \cot a}{1 - \cot a}}
]
Задание 3
Найдём значения для синуса, косинуса и тангенса половинного угла, используя:
[
\sin \alpha = \frac{1}{3}
]
Сначала вычислим cos α:
Используем основное тригонометрическое тождество:
[
\cos^2 \alpha = 1 - \sin^2 \alpha = 1 - \left(\frac{1}{3}\right)^2 = 1 - \frac{1}{9} = \frac{8}{9}
]
Следовательно,
[
\cos \alpha = \sqrt{\frac{8}{9}} = \frac{2\sqrt{2}}{3}
]
Теперь можем найти значения:
Синус половинного угла:
[
\sin \frac{\alpha}{2} = \sqrt{\frac{1 - \cos \alpha}{2}} = \sqrt{\frac{1 - \frac{2\sqrt{2}}{3}}{2}} = \sqrt{\frac{3 - 2\sqrt{2}}{6}}
]
Косинус половинного угла:
[
\cos \frac{\alpha}{2} = \sqrt{\frac{1 + \cos \alpha}{2}} = \sqrt{\frac{1 + \frac{2\sqrt{2}}{3}}{2}} = \sqrt{\frac{3 + 2\sqrt{2}}{6}}
]
Тангенс половинного угла:
[
\tan \frac{\alpha}{2} = \frac{\sin \frac{\alpha}{2}}{\cos \frac{\alpha}{2}} = \frac{\sqrt{\frac{3 - 2\sqrt{2}}{6}}}{\sqrt{\frac{3 + 2\sqrt{2}}{6}}} = \sqrt{\frac{3 - 2\sqrt{2}}{3 + 2\sqrt{2}}}
]
Теперь все задания решены, если у вас есть вопросы, не стесняйтесь спрашивать!