Odpowiedź :
Na załączonym rysunku widać w której ćwiartce współrzędnych, jakie funkcje są dodatnie.
Podpunkt a)
Kąt leży w drugiej ćwiartce, a więc widzimy na schematycznym obrazku, że tylko sinus jest dodatni. Obliczmy cosinusa z jedynki trygonometrycznej, pamiętając jednak o tym, że ostatecznie musimy wybrać ten z minusem.
[tex]sin^2 \alpha +cos^2\alpha=1\\(\frac{5}{9})^2+cos^2\alpha =1\\cos^2\alpha=1-\frac{25}{81} \\cos^2\alpha=\frac{56}{81} \\[/tex]
Odrzucam dodatnią opcję, więc:
[tex]cos\alpha=-\frac{2\sqrt{14} }{9}[/tex]
Tangens możemy obliczyć dzieląc sinusa na cosinusa. Oczywiście wyjdzie ujemny i taki też ma być.
[tex]tg\alpha=\frac{sin\alpha}{cos\alpha} \\tg\alpha=\frac{\frac{5}{9} }{-\frac{2\sqrt{14} }{9} } \\tg\alpha=\frac{5}{9} *(-\frac{9}{2\sqrt{14} } )=-\frac{5}{2\sqrt{14}} *\frac{\sqrt{14} }{\sqrt{14} } =-\frac{5\sqrt{14} }{28}[/tex]
Cotangens to odwrotność tangensa - oczywiście również wyjdzie ujemny tak jak powinien.
[tex]ctg\alpha=-\frac{9}{5\sqrt{14} } *\frac{\sqrt{14} }{\sqrt{14} } =-\frac{9\sqrt{14} }{70}[/tex]
Podpunkt b)
Kąt leży w czwartej ćwiartce, gdzie tylko cosinus jest dodatni. Obliczmy zatem:
Cotangens to odwrotność tangensa:
[tex]ctg\alpha=-\frac{8}{15}[/tex]
Teraz zostaje nam obliczyć sinusa i cosinusa. Są dwie niewiadome, więc potrzebujemy dwóch równań, z których stworzymy układ równań. Znamy tangensa, więc jednym z równań będzie wzór mówiący, że tangens to sinus dzielony przez cosinus. Drugim działaniem natomiast będzie jedynka trygonometryczna.
UWAGA! Poniższe równania proszę zapisywać w układzie równań (klamrze):
[tex]sin^2\alpha+cos^2\alpha=1\\\frac{sin\alpha}{cos\alpha} =-\frac{15}{8} \\\\sin\alpha=-\frac{15cos\alpha}{8} \\(-\frac{15cos\alpha}{8} )^2+cos^2\alpha=1[/tex]
Zajmijmy się na razie drugim równaniem:
[tex]\frac{225cos^2\alpha}{64} +cos^2\alpha=1|*64\\225cos^2\alpha+64cos^2\alpha=64\\289cos^2\alpha=64|:289\\cos^2\alpha=\frac{64}{289} \\cos\alpha=\frac{8}{17}[/tex]
Oczywiście, wybieramy dodatnią opcję cosinusa ze względu na to, że kąt ma od 270 do 360 stopni.
Wracamy do układu równań, aby wyliczyć sinusa:
[tex]\frac{sin\alpha}{\frac{8}{17} } =-\frac{15}{8} |*\frac{8}{17} \\sin\alpha=-\frac{15}{8} *\frac{8}{17} =- \frac{15}{17}[/tex]
Odpowiedź:
[tex]\huge\boxed{a)\ \sin\alpha=\dfrac{5}{9},\ \cos\alpha=-\dfrac{2\sqrt{14}}{9}}\\\boxed{\text{tg}\alpha=-\dfrac{5\sqrt{14}}{28},\ \text{ctg}\alpha=-\dfrac{2\sqrt{14}}{5}}[/tex]
[tex]\huge\boxed{b)\ \text{tg}\alpha=-\dfrac{15}{8},\ \text{ctg}\alpha=-\dfrac{8}{15}}\\\boxed{\sin\alpha=--\dfrac{15}{17},\ \cos\alpha=\dfrac{8}{17}}[/tex]
Szczegółowe wyjaśnienie:
a)
α ∈ (90°, 180°) - druga ćwiartka
Wówczas:
sinα > 0
cosα < 0
tgα < 0
ctgα < 0
sinα = 5/9
skorzystamy z tożsamości trygonometrycznej:
sin²x + cos²x = 1
(5/9)² + cos²α = 1
25/81 + cos²α = 1 |-25/81
cos²α = 56/81
cosα = ±√(56/81)
cosα = ±√(4 · 14)/9
cosα = ±2√14/9
cosα = - 2√14/9
do obliczenia wartości funkcji tg i ctg skorzystamy z tożsamości trygonometrycznych:
tgα = sinα/cosα
ctgα = cosα/sinα
tgα = (5/9)/(- 2√14/9)
tgα = - 5/9 · 9/2√14
tgα = -5/2√14
tgα = -5/2√14 · √14/√14
tgα = - 5√14/(2 · 14)
tgα = -5√14/28
ctgα = (- 2√14/9)/(5/9)
ctgα = - 2√14/9 · 9/5
ctgα = - 2√14/5
b)
α ∈ (270°, 360°)
sinα < 0
cosα > 0
tgα < 0
ctgα < 0
tgα = -15/8
Do obliczenia wartości funkcji ctg skorzystamy z tożsamości trygonometrycznej:
ctgα = 1/tgα
ctgα = 1/(-15/8)
ctgα = -8/15
Do obliczenia wartości funkcji sin i cos skorzystamy z tożsamości trygonometrycznych:
tgα = sinα/cosα
sin²α + cos²α = 1
Układamy i rozwiązujemy układ równań:
[tex]\left\{\begin{array}{ccc}\dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha}=-\dfrac{15}{8}\\\\\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\end{array}\right\\\left\{\begin{array}{ccc}-8\sin\alpha=15\cos\alpha\\\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\end{array}\right\\\left\{\begin{array}{ccc}-8\sin\alpha=15\cos\alpha&|:(-8)\\\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\end{array}\right\\\left\{\begin{array}{ccc}\sin\alpha=-\dfrac{15}{8}\cos\alpha\\\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\end{array}\right[/tex]
[tex]\left(-\dfrac{15}{8}\cos\alpha\right)^2+\cos^2\alpha=1\\\\\dfrac{225}{64}\cos^2\alpha+\cos^2\alpha=1\\\\\dfrac{225}{64}\cos^2\alpha+\dfrac{64}{64}\cos^2\alpha=1\\\\\dfrac{289}{64}\cos^2\alpha=1\qquad|\cdot\dfrac{64}{289}\\\\\cos^2\alpha=\dfrac{64}{289}\to\cos\alpha=\pm\sqrt{\dfrac{64}{289}}\\\\\cos\alpha=\pm\dfrac{8}{17}[/tex]
cosα = 8/17
[tex]\sin\alpha=-\dfrac{15}{8}\cdot\dfrac{8}{17}[/tex]