Kitsas riigieksam 2020, ülesanne 11: Ringi sektor ja tangensfunktsioon
1.Ringi sektori nurk on α=6π radiaani ja raadius on 6 cm. Arvutage selle sektori pindala ja kaare pikkuse täpsed väärtused.
2.Joonisel on funktsiooni y=tanx graafik vahemikus (−90∘;90∘).
1)Lahendage võrrand tanx=−1, kui x∈(−90∘;90∘).
2)Leidke joonise abil funktsiooni y=tanx positiivsuspiirkond, kui x∈(−90∘;90∘).
3)Funktsiooni y=tanx graafikul asub punkt A(60∘;m). Leidke m-i täpne väärtus.
Allikas: Matemaatika kitsas riigieksam 2020, ülesanne 11
Joonis
Ülesande joonis
−90∘90∘−4−3−2−11230xy60∘y=tanxA
Valemikaart: ringjoone kaar ja ringi sektor
l=rα,S=2r2α(α radiaanides)
l=180∘πrα,S=360∘πr2α(α kraadides)
Valemikaart: trigonomeetria põhiseosed
sin2α+cos2α=1
tanα=cosαsinα
sin(−α)=−sinα,cos(−α)=cosα,tan(−α)=−tanα
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Radiaanides antud nurga korral on sektori pindala S=2r2α ja kaare pikkus l=rα. Tangensi väärtused tan45∘=1 ja tan60∘=3 tasub meeles pidada; tangens on paaritu funktsioon.
1Samm 1Peidetud
1
Küsimus 1Samm 1: Arvuta sektori pindala
Esimeses küsimuses on sektori nurk antud radiaanides, seega kasutame radiaanidega valemeid. Raadius on r=6 cm ja nurk α=6π.
Kirjutame sektori pindala valemi.
S=2r2α
Asendame r=6 ja α=6π.
S=262⋅6π=236⋅6π=26π=3π cm2
r=6 cm6πS=3πcm2O
36⋅6π=6π. Täpne väärtus tähendab, et π jääb vastusesse alles; ligikaudu on 3π≈9,42 cm². Kraadides on nurk 6π=30∘ ja kraadivalem annab sama: 360∘π⋅36⋅30∘=3π.
2Samm 2Peidetud
2
Küsimus 1Samm 2: Arvuta kaare pikkus
Kirjutame kaare pikkuse valemi.
l=rα
Asendame r=6 ja α=6π.
l=6⋅6π=π cm
r=6 cm6πS=3πcm2l=π cmO
Ligikaudu on π≈3,14 cm.
3Samm 3Peidetud
3
Küsimus 2.1Samm 3: Lahenda võrrand tan x = −1
Teise küsimuse esimeses osas tuleb lahendada võrrand. Teame, et tan45∘=1. Tangens on paaritu funktsioon, seega vastasnurga tangens on vastandarv.
Kasutame seost tan(−α)=−tanα nurgaga 45∘.
tan(−45∘)=−tan45∘=−1
Nurk −45∘ kuulub vahemikku (−90∘;90∘).
x=−45∘
−90∘90∘−4−3−2−11230xy60∘y=tanxA−45∘
Jooniselt on näha, et vahemikus (−90∘;90∘) graafik ainult kasvab, seega lõikab sirge y=−1 seda ainult ühes punktis. Teisi lahendeid selles vahemikus ei ole.
4Samm 4Peidetud
4
Küsimus 2.2Samm 4: Leia positiivsuspiirkond
Positiivsuspiirkond on need x väärtused, mille korral funktsiooni väärtus on positiivne ehk graafik on x-teljest kõrgemal.
Jooniselt näeme, et graafik on x-teljest kõrgemal kohast 0∘ kuni kohani 90∘.
X+=(0∘;90∘)
−90∘90∘−4−3−2−11230xy60∘y=tanxA−45∘
Kohal 0∘ on tan0∘=0, mis ei ole positiivne, ja kohal 90∘ tangens ei ole määratud. Seepärast on vahemik mõlemast otsast lahtine. Vasakul pool nulli (−90∘<x<0∘) on graafik x-teljest madalamal.
5Samm 5Peidetud
5
Küsimus 2.3Samm 5: Leia m-i täpne väärtus
Punkt A(60∘;m) asub graafikul, seega tema teine koordinaat on funktsiooni väärtus kohal 60∘.
Asendame funktsiooni avaldisse x=60∘.
m=tan60∘
Kirjutame tangensi siinuse ja koosinuse jagatisena; sin60∘=23 ja cos60∘=21.
tan60∘=cos60∘sin60∘=2123=3
−90∘90∘−4−3−2−11230xy60∘y=tanx−45∘A(60∘;3)
Täpne väärtus on 3; ligikaudu 3≈1,73, mis sobib jooniselt nähtuga (punkt A on veidi allpool kahte).
VASTUS
1) Sektori pindala on 3π cm² ja kaare pikkus on π cm. 2) Võrrandi tanx=−1 lahend on x=−45∘; funktsiooni y=tanx positiivsuspiirkond on (0∘;90∘); punkti A teine koordinaat on m=3.