В задании 8 первой части ЕГЭ проверяется умение работать с числовыми и буквенными выражениями. Тригонометрия - абсолютный лидер этого номера, она встречается примерно в трети всех вариантов.
Суть задач проста: тебе дают выражение с нестандартными, «некрасивыми» углами (например, 68∘, 154∘ или 87π), значения которых нет в таблице. Твоя задача - свернуть выражение тригонометрическими формулами так, чтобы получился табличный угол, а в итоге - целое число или конечная десятичная дробь.
Основные формулы
Для успешного решения достаточно уверенно владеть четырьмя группами формул.
Формулы двойного угла - главный инструмент в этом задании. Если видишь в задаче угол и угол в два раза больше (например, 34∘ и 68∘), сразу применяй их.
Для работы с большими углами или радианами понадобятся формулы приведения. Их не нужно учить наизусть, достаточно понимать, как они работают на окружности.
Формулы приведения легко восстановить по окружности: точка для угла π−α симметрична точке для α относительно оси Oy. Проекция на Oy (синус) сохраняется, проекция на Ox (косинус) меняет знак.
Чтобы не путаться со знаками, держи перед глазами разметку окружности по четвертям.
Алгоритм решения
Примеры
Четыре типичных примера от простого к сложному.
Пример 1. Сокращение дроби с двойным углом
Найди значение выражения
sin116∘14sin58∘⋅cos58∘
Решение:
Между углами есть связь: 116∘ ровно в два раза больше 58∘.
В числителе стоит произведение синуса на косинус одного угла. Это отсылка к формуле sin2α=2sinα⋅cosα.
Вытащи двойку из числа 14:
14sin58∘⋅cos58∘=7⋅(2sin58∘⋅cos58∘)
Сверни скобку:
2sin58∘⋅cos58∘=sin(2⋅58∘)=sin116∘
Перепиши исходную дробь:
sin116∘7⋅sin116∘=7
Ответ: 7
Пример 2. Вычисление по заданному значению
Найди значение выражения 4cos2α, если известно, что sinα=−0,3.
Выбираем форму формулы двойного угла
Нужен cos2α, а известен только sinα. Подходит та форма формулы косинуса двойного угла, где используется только синус:
cos2α=1−2sin2α
Подставляем значение синуса
Подставь sinα=−0,3. Отрицательное число при возведении в квадрат даёт положительное:
cos2α=1−2⋅(−0,3)2=1−2⋅0,09=1−0,18=0,82
Возвращаемся к исходному выражению
4cos2α=4⋅0,82=3,28
Пример 3. Работа с радианами и вынесение за скобки
Найди значение выражения
50−250sin2815π
Выносим общий множитель
Угол 815π нетабличный, значит, выражение нужно преобразовывать. Вынеси общий множитель 50 за скобки:
50(1−2sin2815π)
Сворачиваем по формуле двойного угла
Скобка в точности совпадает с формулой cos2α=1−2sin2α. Свернём:
1−2sin2815π=cos(2⋅815π)=cos415π
Сводим угол к табличному
Вычисли cos415π. Выдели полный оборот 2π:
415π=416π−π=4π−4π
Период косинуса равен 2π, значит, слагаемое 4π=2⋅(2π) отбрасывается:
cos(4π−4π)=cos(−4π)
Косинус - чётная функция, минус под знаком функции убирается:
cos(−4π)=cos4π=22
Считаем итог
Умножь на вынесенный корень:
50⋅22=2100=210=5
Пример 4. Определение знака по четверти и тангенс
Найди значение выражения 10cosα, если sinα=−53 и 23π<α<2π.
Находим косинус из основного тождества
cos2α=1−sin2α=1−259=2516
Извлеки корень. Здесь критично правильно поставить знак:
cosα=±54
Определяем знак по четверти
Условие 23π<α<2π означает, что угол лежит в четвёртой четверти. В IV четверти косинус положителен:
Значит, cosα=54=0,8.
Подставляем в исходное выражение
10cosα=10⋅0,8=8
Частые ошибки
Что запомнить
Связь углов. Если углы в числителе и знаменателе отличаются в 2 раза - это стопроцентный сигнал применять синус или косинус двойного угла.
Маскировка формулы. Выражение вида число−2⋅число⋅sin2α решается вынесением «числа» за скобки, внутри образуется cos2α.
Радианы в градусы. Если радианы пугают, переведи их в градусы, подставив вместо π число 180∘. Например, 87π=87⋅180∘=157,5∘.
Знак - через четверть. Всегда рисуй или представляй окружность и проверяй, в какой четверти лежит аргумент.
Табличка всегда под рукой. Если на ЕГЭ забыл значение cos6π, восстанови из окружности: проекция на ось Ox для угла 30∘ равна 23.
Стратегия на экзамене
Проверь себя
Чему равно выражение 2sin15∘cos15∘?
Известно, что sinα=−0,2. Чему равен cos2α?
Угол α лежит в промежутке 23π<α<2π. Какой знак имеет cosα?
Каким НЕ может быть ответ задания 8 первой части ЕГЭ?