Краткий ответ
1. В условии не указана четверть (или диапазон) угла \(\alpha\), поэтому для произвольного угла:
а) \(\displaystyle \sin\alpha=\pm\frac{2\sqrt2}{3}\);
б) \(\displaystyle \cos\alpha=\pm\frac{\sqrt{21}}5\);
в) \(\displaystyle \tg\alpha=\pm\sqrt3\).
Если подразумевается \(0^\circ<\alpha<180^\circ\), то:
а) \(\displaystyle \frac{2\sqrt2}{3}\), б) \(\displaystyle \pm\frac{\sqrt{21}}5\), в) \(\displaystyle \sqrt3\).
2. На единичной окружности лежит только точка \(A\).
3.
а) \(\boxed{M(2;\,2\sqrt3)}\);
б) \(\boxed{M(-4\sqrt3;\,4)}\).
Решение
1. Тригонометрические значения
Используем основное тождество:
\[ \sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1. \]
а) Если \(\cos\alpha=-\frac13\), то
\[ \sin^2\alpha=1-\cos^2\alpha =1-\frac19=\frac89. \]
Значит,
\[ \sin\alpha=\pm\sqrt{\frac89} =\pm\frac{2\sqrt2}{3}. \]
б) Если \(\sin\alpha=\frac25\), то
\[ \cos^2\alpha=1-\sin^2\alpha =1-\frac4{25}=\frac{21}{25}. \]
Следовательно,
\[ \cos\alpha=\pm\frac{\sqrt{21}}5. \]
в) Если \(\cos\alpha=\frac12\), то
\[ \sin^2\alpha=1-\frac14=\frac34, \qquad \sin\alpha=\pm\frac{\sqrt3}{2}. \]
Тогда
\[ \tg\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha} =\frac{\pm\frac{\sqrt3}{2}}{\frac12} =\pm\sqrt3. \]
Знак зависит от четверти угла.
2. Проверка точек
Точка лежит на единичной окружности, если
\[ x^2+y^2=1. \]
а) \(A\left(\frac14;\frac{\sqrt{15}}4\right)\):
\[ \left(\frac14\right)^2+ \left(\frac{\sqrt{15}}4\right)^2 =\frac1{16}+\frac{15}{16}=1. \]
Точка \(A\) лежит на единичной окружности.
б) \(B(7;3)\):
\[ 7^2+3^2=49+9=58\ne1. \]
Точка \(B\) не лежит на единичной окружности.
в) \(C\left(\frac12;\frac12\right)\):
\[ \left(\frac12\right)^2+\left(\frac12\right)^2 =\frac14+\frac14=\frac12\ne1. \]
Точка \(C\) не лежит на единичной окружности.
3. Координаты точки по длине и углу
Для точки \(M\), находящейся на расстоянии \(r=OM\) под углом \(\alpha\):
\[ x=r\cos\alpha,\qquad y=r\sin\alpha. \]
а) \(OM=4,\ \alpha=60^\circ\):
\[ x=4\cos60^\circ=4\cdot\frac12=2, \]
\[ y=4\sin60^\circ=4\cdot\frac{\sqrt3}{2}=2\sqrt3. \]
Поэтому
\[ M(2;\,2\sqrt3). \]
Проверка:
\[ 2^2+(2\sqrt3)^2=4+12=16=4^2. \]
б) \(OM=8,\ \alpha=150^\circ\):
\[ x=8\cos150^\circ =8\cdot\left(-\frac{\sqrt3}{2}\right) =-4\sqrt3, \]
\[ y=8\sin150^\circ =8\cdot\frac12=4. \]
Следовательно,
\[ M(-4\sqrt3;\,4). \]
Проверка:
\[ (-4\sqrt3)^2+4^2=48+16=64=8^2. \]
