Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3720584
А
Аноним
12 октября 2026 16:22 · публичный вопрос
А
Аноним

Реши задание на изображении

Ответ нейросети

Краткий ответ

В №1 берём \( \dfrac{3\pi}{2}<\alpha<2\pi\), то есть IV четверть.

  1. \[ \cos\alpha=\frac35,\qquad \tg\alpha=-\frac43,\qquad \ctg\alpha=-\frac34. \]

  2. \[ \sin\alpha=-\frac7{\sqrt{58}},\qquad \cos\alpha=\frac3{\sqrt{58}},\qquad \tg\alpha=-\frac73. \]

  3. \[ \frac{(\sin\alpha+\cos\alpha)^2-1} {\ctg\alpha-\sin\alpha\cos\alpha} =2\tg^2\alpha. \]

  4. \[ 1+\tg^2\alpha+\frac1{\sin^2\alpha} =\frac1{\sin^2\alpha\cos^2\alpha}. \]

  5. \[ \sin\alpha=-\frac5{13},\quad \cos\alpha=\frac{12}{13},\quad \tg\alpha=-\frac5{12},\quad \ctg\alpha=-\frac{12}{5}. \]

Решение

1. Нахождение \(\cos\alpha,\tg\alpha,\ctg\alpha\)

Используем основное тригонометрическое тождество:

\[ \sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1. \]

\[ \cos^2\alpha=1-\left(-\frac45\right)^2 =1-\frac{16}{25}=\frac9{25}. \]

В IV четверти косинус положительный, поэтому

\[ \cos\alpha=\frac35. \]

Тогда

\[ \tg\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha} =\frac{-4/5}{3/5}=-\frac43, \]

\[ \ctg\alpha=\frac{\cos\alpha}{\sin\alpha} =\frac{3/5}{-4/5}=-\frac34. \]

2. Нахождение \(\sin\alpha,\cos\alpha,\tg\alpha\)

В IV четверти:

\[ \sin\alpha<0,\qquad \cos\alpha>0. \]

Используем тождество

\[ 1+\ctg^2\alpha=\frac1{\sin^2\alpha}. \]

\[ 1+\left(-\frac37\right)^2 =1+\frac9{49} =\frac{58}{49}. \]

Значит,

\[ \sin^2\alpha=\frac{49}{58}. \]

Так как синус отрицательный,

\[ \sin\alpha=-\frac7{\sqrt{58}}. \]

Теперь

\[ \cos\alpha=\ctg\alpha\cdot\sin\alpha =\left(-\frac37\right)\left(-\frac7{\sqrt{58}}\right) =\frac3{\sqrt{58}}. \]

\[ \tg\alpha=\frac1{\ctg\alpha}=-\frac73. \]

3. Доказательство тождества

Раскроем квадрат в числителе:

\[ (\sin\alpha+\cos\alpha)^2-1 =\sin^2\alpha+2\sin\alpha\cos\alpha+\cos^2\alpha-1. \]

Так как \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\), числитель равен

\[ 2\sin\alpha\cos\alpha. \]

Знаменатель:

\[ \ctg\alpha-\sin\alpha\cos\alpha =\frac{\cos\alpha}{\sin\alpha}-\sin\alpha\cos\alpha. \]

Приведём к общему знаменателю:

\[ \frac{\cos\alpha-\sin^2\alpha\cos\alpha}{\sin\alpha} =\frac{\cos\alpha(1-\sin^2\alpha)}{\sin\alpha} =\frac{\cos^3\alpha}{\sin\alpha}. \]

Следовательно,

\[ \frac{2\sin\alpha\cos\alpha} {\cos^3\alpha/\sin\alpha} = \frac{2\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha} =2\tg^2\alpha. \]

Тождество доказано.

4. Упрощение выражения

Используем формулу

\[ 1+\tg^2\alpha=\frac1{\cos^2\alpha}. \]

Тогда

\[ 1+\tg^2\alpha+\frac1{\sin^2\alpha} = \frac1{\cos^2\alpha}+\frac1{\sin^2\alpha}. \]

\[ =\frac{\sin^2\alpha+\cos^2\alpha} {\sin^2\alpha\cos^2\alpha} = \frac1{\sin^2\alpha\cos^2\alpha}. \]

5. Точка на единичной окружности

Для точки \(P_\alpha(x;y)\) на единичной окружности:

\[ x=\cos\alpha,\qquad y=\sin\alpha. \]

Поэтому из координат

\[ P_\alpha\left(\frac{12}{13};-\frac5{13}\right) \]

получаем

\[ \cos\alpha=\frac{12}{13},\qquad \sin\alpha=-\frac5{13}. \]

Проверка:

\[ \left(\frac{12}{13}\right)^2+ \left(-\frac5{13}\right)^2 =\frac{144+25}{169}=1. \]

Далее:

\[ \tg\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha} =\frac{-5/13}{12/13}=-\frac5{12}, \]

\[ \ctg\alpha=\frac{\cos\alpha}{\sin\alpha} =\frac{12/13}{-5/13}=-\frac{12}{5}. \]