Перейти к содержимому
Topos Uranos

Краткое содержание

Этот урок открывает раздел аналитической тригонометрии входной проверкой, которая измеряет исходную точку. Раздел превращает тригонометрические функции, изученные в первом разделе как функции угла, в алгебраическое исчисление со своими правилами: тождества, верные для любого угла; формулы, выражающие тригонометрические отношения суммы через отношения слагаемых; преобразования сумм в произведения; уравнения и неравенства; наконец, их применение к измерению углов между прямыми и к распознаванию конических сечений с наклонными осями. Урок представляет шесть уроков раздела в их логическом порядке, прослеживает историю этих идей от таблиц хорд греческой астрономии до аналитической формулировки Эйлера, ставит задачу, из которой они родились, а именно задачу вычисления хорды любой дуги по немногим известным хордам, и решает её на примере средствами, которые раздел докажет. В конце показано, где эти идеи появляются вновь дальше в этом курсе, в других курсах сайта и в науке и технике.

Цели обучения

  1. Описать содержание каждого урока раздела и объяснить, как каждый из них опирается на предшествующие.
  2. Поместить в исторический контекст таблицы хорд, переход от хорды к синусу и аналитическую формулировку тригонометрических функций.
  3. Сформулировать задачу вычисления хорды по другим известным хордам и узнать в её решении формулы разности и половинного угла.
  4. Указать приложения аналитической тригонометрии в математическом анализе, в механике, в программировании и в линейной алгебре.

Входная проверка

Прежде чем проходить раздел, полезно измерить исходную точку. Этот тест для самого себя не ставит оценок: он нужен, чтобы понять, где задержаться. Первые девять вопросов касаются шести уроков раздела: по два на уроки о тождествах, о формулах сложения и об уравнениях, на которых держатся остальные, и по одному на каждый из трёх других; десятый вопрос является задачей на моделирование, в которой нужно с помощью формулы двойного угла составить модель практической ситуации. Те же умения измеряются снова в конце, в итоговом уроке, на других данных. Три последних вопроса выясняют, что раздел считает известным из первого раздела и из курса I: значения на единичной окружности, обратные функции и скалярное произведение.

Входная проверка

Перед началом раздела оцени свою отправную точку. Это короткая самопроверка: она не оценивается, а результат хранится только в твоём браузере.

  1. Вопрос 1Какое из приведённых ниже равенств является тождеством на своей общей области определения?

  2. Вопрос 2Пусть tan⁡θ=−34\tan \theta = -\frac{3}{4} и угол θ\theta лежит во второй четверти. Вычислите cos⁡θ\cos \theta.

  3. Вопрос 3Вычислите tan⁡7π12\tan \frac{7\pi}{12}, записав 7π12=π3+π4\frac{7\pi}{12} = \frac{\pi}{3} + \frac{\pi}{4}.

  4. Вопрос 4Пусть sin⁡θ=35\sin \theta = \frac{3}{5} и π2<θ<π\frac{\pi}{2} < \theta < \pi. Вычислите sin⁡2θ\sin 2\theta.

  5. Вопрос 5Найдите наибольшее значение функции f(x)=3sin⁡x−4cos⁡x+1f(x) = 3 \sin x - 4 \cos x + 1.

  6. Вопрос 6Сколько решений имеет уравнение 2cos⁡2x−cos⁡x−1=02 \cos^2 x - \cos x - 1 = 0 на [0,2π)\ico{0}{2\pi}?

  7. Вопрос 7При решении уравнения cos⁡x−sin⁡x=1\cos x - \sin x = 1 возведением в квадрат получаются кандидаты x=kπ2x = \frac{k\pi}{2}. Какие из них являются решениями на [0,2π)\ico{0}{2\pi}?

  8. Вопрос 8Какой угол образуют прямые y=2x+1y = 2x + 1 и y=−3x+4y = -3x + 4?

  9. Вопрос 9Что задаёт уравнение x2+4xy+y2−3=0x^2 + 4xy + y^2 - 3 = 0?

  10. Вопрос 10Из бревна круглого сечения диаметром 2020 сантиметров нужно вытесать брус прямоугольного сечения так, чтобы четыре вершины сечения лежали на окружности бревна. Пусть θ\theta есть угол, который диагональ прямоугольника образует с одной из его сторон. Какова наибольшая возможная площадь сечения в квадратных сантиметрах?

  11. Вопрос 11Из предыдущих разделовКаковы координаты точки P(−7π6)P\left( -\frac{7\pi}{6} \right) единичной окружности?

  12. Вопрос 12Из предыдущих разделовВычислите arccos⁡(cos⁡4π3)\arccos\left( \cos \frac{4\pi}{3} \right).

  13. Вопрос 13Из предыдущих разделовВычислите косинус угла между векторами (3,4)\left( 3, 4 \right) и (4,3)\left( 4, 3 \right).