Lai riigieksam 2015, ülesanne 3: Trigonomeetrilise avaldise väärtus
Mis teravnurga α korral on avaldise sin(30∘+α)+cos150∘⋅sinαväärtus 0,25?
Allikas: Matemaatika lai riigieksam 2015, ülesanne 3
Valemikaart: summa ja vahe trigonomeetrilised funktsioonid
sin(α+β)=sinα⋅cosβ+cosα⋅sinβ
sin(α−β)=sinα⋅cosβ−cosα⋅sinβ
cos(α+β)=cosα⋅cosβ−sinα⋅sinβ
cos(α−β)=cosα⋅cosβ+sinα⋅sinβ
tan(α+β)=1−tanα⋅tanβtanα+tanβ
tan(α−β)=1+tanα⋅tanβtanα−tanβ
Valemikaart: taandamisvalemid
sin(90∘−α)=cosα,cos(90∘−α)=sinα
sin(90∘+α)=cosα,cos(90∘+α)=−sinα
sin(180∘−α)=sinα,cos(180∘−α)=−cosα
sin(180∘+α)=−sinα,cos(180∘+α)=−cosα
tan(180∘−α)=−tanα,tan(180∘+α)=tanα
sin(α+n⋅360∘)=sinα,cos(α+n⋅360∘)=cosα,n∈Z
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Ava sin(30∘+α) summa siinuse valemiga ja kirjuta cos150∘ taandamisvalemiga teravnurga kaudu. Osa liikmeid koondub ära.
1Samm 1Peidetud
1
Samm 1: Ava summa siinus
Avaldise esimene liige on summa siinus. Selle saab avada liitmisvalemiga.
Kirjutame summa siinuse valemi.
sin(α+β)=sinα⋅cosβ+cosα⋅sinβ
Rakendame valemit, kus esimene nurk on 30∘ ja teine α.
sin(30∘+α)=sin30∘⋅cosα+cos30∘⋅sinα
Asendame tabeliväärtused sin30∘=21 ja cos30∘=23.
sin30∘⋅cosα+cos30∘⋅sinα=21cosα+23sinα
Valem sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ on valemilehel. Siin on valemi α asemel 30∘ ja β asemel meie nurk α.
2Samm 2Peidetud
2
Samm 2: Leia cos 150°
Nurk 150∘ on nürinurk. Kirjutame selle kujul 180∘−30∘ ja kasutame taandamisvalemit.
Kasutame taandamisvalemit cos(180∘−α)=−cosα.
cos150∘=cos(180∘−30∘)=−cos30∘=−23
Teises veerandis on koosinus negatiivne, seepärast tuleb tulemusse miinusmärk. Nurga 30∘ koosinus on 23.
3Samm 3Peidetud
3
Samm 3: Lihtsusta avaldis
Asendame avaldisse leitud osad.
21cosα+23sinα+(−23)⋅sinα
Liikmed 23sinα ja −23sinα on vastandarvud ja annavad kokku nulli.
21cosα+23sinα−23sinα=21cosα
Pärast lihtsustamist jääb avaldisest alles ainult 21cosα. Seega sõltub avaldise väärtus ainult nurga α koosinusest.
4Samm 4Peidetud
4
Samm 4: Lahenda võrrand
Avaldise väärtus peab olema 0,25. Saame võrrandi.
Võrdsustame lihtsustatud avaldise arvuga 0,25.
21cosα=0,25
Korrutame võrrandi mõlemaid pooli arvuga 2.
cosα=0,5
Teravnurk, mille koosinus on 0,5, on 60∘.
α=60∘
Teravnurk on vahemikus 0∘ kuni 90∘. Seal kahaneb koosinus ühest nullini ja väärtuse 0,5 saab ainult üks nurk: cos60∘=21. Nürinurga koosinus oleks negatiivne.
5Samm 5Peidetud
5
Samm 5: Kontrolli vastust
Arvutame avaldise väärtuse, kui α=60∘.
vp=sin90∘+cos150∘⋅sin60∘=1−23⋅23=1−43=0,25
Võrrandi parem pool on antud.
pp=0,25
Vasak ja parem pool on võrdsed, seega vastus sobib.