Adicione formule

Do sada su trigonometrijske vrednosti bile poznate uglavnom za standardne uglove: 30°30°, 45°45°, 60°60°, kao i za njihove odgovarajuće uglove u ostalim kvadrantima.

Adicione formule proširuju tu mogućnost: iz poznatih vrednosti za uglove α\alpha i β\beta možemo izračunati vrednosti za njihove zbirove i razlike α+β\alpha + \beta i αβ\alpha - \beta.


Sadržaj

  1. Pregled formula
  2. Primeri

1. Pregled formula

Sinus zbira i razlike:

sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ\sin(\alpha + \beta) = \sin\alpha\cos\beta + \cos\alpha\sin\beta

sin(αβ)=sinαcosβcosαsinβ\sin(\alpha - \beta) = \sin\alpha\cos\beta - \cos\alpha\sin\beta

Kosinus zbira i razlike:

cos(α+β)=cosαcosβsinαsinβ\cos(\alpha + \beta) = \cos\alpha\cos\beta - \sin\alpha\sin\beta

cos(αβ)=cosαcosβ+sinαsinβ\cos(\alpha - \beta) = \cos\alpha\cos\beta + \sin\alpha\sin\beta

Tangens zbira i razlike:

tg(α+β)=tgα+tgβ1tgαtgβ\operatorname{tg}(\alpha + \beta) = \frac{\operatorname{tg}\alpha + \operatorname{tg}\beta}{1 - \operatorname{tg}\alpha\operatorname{tg}\beta}

tg(αβ)=tgαtgβ1+tgαtgβ\operatorname{tg}(\alpha - \beta) = \frac{\operatorname{tg}\alpha - \operatorname{tg}\beta}{1 + \operatorname{tg}\alpha\operatorname{tg}\beta}

Kotangens zbira i razlike:

ctg(α+β)=ctgαctgβ1ctgα+ctgβ\operatorname{ctg}(\alpha + \beta) = \frac{\operatorname{ctg}\alpha\operatorname{ctg}\beta - 1}{\operatorname{ctg}\alpha + \operatorname{ctg}\beta}

ctg(αβ)=ctgαctgβ+1ctgβctgα\operatorname{ctg}(\alpha - \beta) = \frac{\operatorname{ctg}\alpha\operatorname{ctg}\beta + 1}{\operatorname{ctg}\beta - \operatorname{ctg}\alpha}


2. Primeri

2.1 Izračunavanje vrednosti za nestandardni ugao

Ugao koji nije u standardnoj tabeli vrednosti (30°30°, 45°45°, 60°60°...) zapišemo kao zbir ili razliku dva standardna ugla, pa primenimo odgovarajuću formulu.

Zadatak. Naći vrednosti svih trigonometrijskih funkcija ugla 15°15°.

Korak 1. Pišemo 15°=45°30°15° = 45° - 30°.

Korak 2. Sinus: sin15°=sin(45°30°)=sin45°cos30°cos45°sin30°\sin 15° = \sin(45° - 30°) = \sin 45°\cos 30° - \cos 45°\sin 30° =22322212=624= \frac{\sqrt{2}}{2}\cdot\frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2}\cdot\frac{1}{2} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}

Korak 3. Kosinus: cos15°=cos(45°30°)=cos45°cos30°+sin45°sin30°\cos 15° = \cos(45° - 30°) = \cos 45°\cos 30° + \sin 45°\sin 30° =2232+2212=6+24= \frac{\sqrt{2}}{2}\cdot\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2}\cdot\frac{1}{2} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}

Korak 4. Tangens: tg15°=tg45°tg30°1+tg45°tg30°=1331+33=333+3\operatorname{tg} 15° = \frac{\operatorname{tg} 45° - \operatorname{tg} 30°}{1 + \operatorname{tg} 45°\operatorname{tg} 30°} = \frac{1 - \frac{\sqrt{3}}{3}}{1 + \frac{\sqrt{3}}{3}} = \frac{3 - \sqrt{3}}{3 + \sqrt{3}}

Racionalizujemo imenilac množenjem sa 3333\dfrac{3 - \sqrt{3}}{3 - \sqrt{3}}:

tg15°=(33)293=963+36=12636=23\operatorname{tg} 15° = \frac{(3-\sqrt{3})^2}{9 - 3} = \frac{9 - 6\sqrt{3} + 3}{6} = \frac{12 - 6\sqrt{3}}{6} = 2 - \sqrt{3}

Korak 5. Kotangens je recipročna vrednost tangensa: ctg15°=1232+32+3=2+343=2+3\operatorname{ctg} 15° = \frac{1}{2 - \sqrt{3}} \cdot \frac{2 + \sqrt{3}}{2 + \sqrt{3}} = \frac{2 + \sqrt{3}}{4 - 3} = 2 + \sqrt{3}

Za racionalizaciju imenilaca oblika a±ba \pm \sqrt{b} množimo sa konjugatom aba \mp \sqrt{b}. Rezultat u imeniocu je uvek razlika kvadrata, bez korena.


2.2 Uprošćavanje prepoznavanjem obrasca

Neki izrazi izgledaju složeno, ali direktno odgovaraju desnoj strani neke adicione formule. Tada ne razvijamo, već sklapamo unazad.

Zadatak. Uprostiti: cos7π10cosπ5+sin7π10sinπ5\cos\dfrac{7\pi}{10}\cos\dfrac{\pi}{5} + \sin\dfrac{7\pi}{10}\sin\dfrac{\pi}{5}.

Prepoznajemo obrazac cosαcosβ+sinαsinβ=cos(αβ)\cos\alpha\cos\beta + \sin\alpha\sin\beta = \cos(\alpha - \beta):

cos(7π10π5)=cos(7π102π10)=cos5π10=cosπ2=0\cos\left(\frac{7\pi}{10} - \frac{\pi}{5}\right) = \cos\left(\frac{7\pi}{10} - \frac{2\pi}{10}\right) = \cos\frac{5\pi}{10} = \cos\frac{\pi}{2} = 0

Zadatak. Uprostiti: tg ⁣(π4+α)tgα1+tg ⁣(π4+α)tgα\dfrac{\operatorname{tg}\!\left(\dfrac{\pi}{4} + \alpha\right) - \operatorname{tg}\alpha}{1 + \operatorname{tg}\!\left(\dfrac{\pi}{4} + \alpha\right)\operatorname{tg}\alpha}.

Prepoznajemo obrazac formule za tg(xy)\operatorname{tg}(x - y) sa x=π4+αx = \dfrac{\pi}{4} + \alpha i y=αy = \alpha:

tg ⁣(π4+αα)=tgπ4=1\operatorname{tg}\!\left(\frac{\pi}{4} + \alpha - \alpha\right) = \operatorname{tg}\frac{\pi}{4} = 1


2.3 Uprošćavanje razvijanjem i sređivanjem

Zadatak. Uprostiti: tg ⁣(π4+α)tg ⁣(π4α)\operatorname{tg}\!\left(\dfrac{\pi}{4} + \alpha\right) - \operatorname{tg}\!\left(\dfrac{\pi}{4} - \alpha\right).

Razvijamo oba tangensa:

tg ⁣(π4+α)=1+tgα1tgαtg ⁣(π4α)=1tgα1+tgα\operatorname{tg}\!\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) = \frac{1 + \operatorname{tg}\alpha}{1 - \operatorname{tg}\alpha} \qquad \operatorname{tg}\!\left(\frac{\pi}{4} - \alpha\right) = \frac{1 - \operatorname{tg}\alpha}{1 + \operatorname{tg}\alpha}

Svodimo na zajednički imenilac (1tg2α)(1 - \operatorname{tg}^2\alpha):

(1+tgα)2(1tgα)21tg2α\frac{(1 + \operatorname{tg}\alpha)^2 - (1 - \operatorname{tg}\alpha)^2}{1 - \operatorname{tg}^2\alpha}

Razvijamo brojilac koristeći razliku kvadrata (a2b2)=(ab)(a+b)(a^2 - b^2) = (a-b)(a+b):

=4tgα1tg2α=22tgα1tg2α=2tg(2α)= \frac{4\operatorname{tg}\alpha}{1 - \operatorname{tg}^2\alpha} = 2 \cdot \frac{2\operatorname{tg}\alpha}{1 - \operatorname{tg}^2\alpha} = 2\operatorname{tg}(2\alpha)

Zadatak. Uprostiti: cos ⁣(π3+α)cos ⁣(π3α)cos2α\cos\!\left(\dfrac{\pi}{3} + \alpha\right)\cos\!\left(\dfrac{\pi}{3} - \alpha\right) - \cos^2\alpha.

Razvijamo koristeći cos(α±β)\cos(\alpha \pm \beta):

(cosπ3cosαsinπ3sinα)(cosπ3cosα+sinπ3sinα)cos2α\left(\cos\frac{\pi}{3}\cos\alpha - \sin\frac{\pi}{3}\sin\alpha\right)\left(\cos\frac{\pi}{3}\cos\alpha + \sin\frac{\pi}{3}\sin\alpha\right) - \cos^2\alpha

Prepoznajemo razliku kvadrata (AB)(A+B)=A2B2(A - B)(A + B) = A^2 - B^2:

=cos2π3cos2αsin2π3sin2αcos2α= \cos^2\frac{\pi}{3}\cos^2\alpha - \sin^2\frac{\pi}{3}\sin^2\alpha - \cos^2\alpha

Zamenjujemo cosπ3=12\cos\frac{\pi}{3} = \frac{1}{2} i sinπ3=32\sin\frac{\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2}:

=14cos2α34sin2αcos2α=34cos2α34sin2α=34(cos2α+sin2α)=34= \frac{1}{4}\cos^2\alpha - \frac{3}{4}\sin^2\alpha - \cos^2\alpha = -\frac{3}{4}\cos^2\alpha - \frac{3}{4}\sin^2\alpha = -\frac{3}{4}(\cos^2\alpha + \sin^2\alpha) = -\frac{3}{4}

Zadatak. Uprostiti: sin(α+β)sinβcosαsin(αβ)+sinβcosα\dfrac{\sin(\alpha + \beta) - \sin\beta\cos\alpha}{\sin(\alpha - \beta) + \sin\beta\cos\alpha}.

Razvijamo sinus zbira i razlike:

sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ\sin(\alpha + \beta) = \sin\alpha\cos\beta + \cos\alpha\sin\beta sin(αβ)=sinαcosβcosαsinβ\sin(\alpha - \beta) = \sin\alpha\cos\beta - \cos\alpha\sin\beta

Uvrštavamo u razlomak. U brojiocu cosαsinβ\cos\alpha\sin\beta i sinβcosα-\sin\beta\cos\alpha se poništavaju, u imeniocu isto:

sinαcosβsinαcosβ=1\frac{\sin\alpha\cos\beta}{\sin\alpha\cos\beta} = 1


Zadaci za vežbanje

10 ukupno

Primenom adicionih formula za zbir i razliku dva ugla, odrediti vrednost trigonometrijskih funkcija ugla: 5π12. \frac{5\pi}{12} .

Uvodni

Primenom adicionih formula za zbir i razliku dva ugla, odrediti vrednost trigonometrijskih funkcija ugla: π12. \frac{\pi}{12} .

Uvodni

Primenom adicionih formula za zbir i razliku dva ugla, odrediti vrednost trigonometrijskih funkcija ugla: 7π12. \frac{7\pi}{12} .

Uvodni

Naći bez upotrebe računskih pomagala vrednosti trigonometrijskih funkcija ugla: 15. 15^\circ .

Uvodni

Naći bez upotrebe računskih pomagala vrednosti trigonometrijskih funkcija ugla: 105. 105^\circ .

Uvodni

Naći bez upotrebe računskih pomagala vrednosti trigonometrijskih funkcija ugla: 75 75^\circ ;

Uvodni

Uprostiti izraz: cos7π10cosπ5+sin7π10sinπ5. \cos\frac{7\pi}{10}\cos\frac{\pi}{5} + \sin\frac{7\pi}{10}\sin\frac{\pi}{5} .

Uvodni

Primenom adicionih formula za zbir i razliku dva ugla pokazati da je: cos(π2α)=sinα. \cos\left(\frac{\pi}{2} - \alpha\right) = \sin\alpha .

Uvodni

Proveriti jednakost: cos47cos17+sin47sin17=32. \cos 47^\circ \cos 17^\circ + \sin 47^\circ \sin 17^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2} .

Uvodni

Uprostiti izraz: cosπ7sin8π7sinπ7cos8π7. \cos\frac{\pi}{7}\sin\frac{8\pi}{7} - \sin\frac{\pi}{7}\cos\frac{8\pi}{7} .

Uvodni