Примеры:
(ctg:30^° =sqrt{3})
(ctg:(frac{π}{3})=frac{1}{sqrt{3}})
(ctg:2=-0,487…)
Содержание:
- Аргумент и значение
Котангенс острого угла
Котангенс числа или любого угла
Знаки по четвертям
Связь с другими функциями
Аргумент и значение
Аргументом может быть:
— как число или выражение с Пи: (1,3), (frac{π}{4}), (π), (-frac{π}{3}) и т.п.
— так и угол в градусах: (45^°), (360^°),(-800^°), (1^° ) и т.п.
Для обоих случаев значение котангенса вычисляется одинаковым способом – либо через значения синуса и косинуса, либо через тригонометрический круг (см. ниже).
Значение котангенса – всегда действительное число (возможно, иррациональное): (1), (sqrt{3}), (-frac{1}{sqrt{3}}), (-0,1543…)
Котангенс острого угла
Котангенс можно определить с помощью прямоугольного треугольника — он равен отношению прилежащего катета к противолежащему.
Пример:
1) Пусть дан угол и нужно определить (ctgA).
2) Достроим на этом угле любой прямоугольный треугольник.
3) Измерив, нужные стороны, можем вычислить (ctg;A).
Вычисление котангенса числа или любого угла
Для чисел, а также для тупых, развернутых углов и углов больших (360°) котангенс чаще всего определяют с помощью синуса и косинуса, через их отношение:
(ctg: t=)(frac{cos:t}{sin:t})
Пример. Вычислите (ctg: frac{5π}{6}).
Решение: Найдем сначала (frac{5π}{6}) на круге. Затем найдем (cos:frac{5π}{6}) и (sin:frac{5π}{6}), а потом поделим одно на другое.
(ctg:frac{5π}{6}=)(frac{cos:frac{5π}{6}}{sin:frac{5π}{6}})(=-frac{sqrt{3}}{2}:frac{1}{2}=-frac{sqrt{3}}{2} cdot frac{2}{1}=-sqrt{3})
Ответ: (-sqrt{3}).
Пример. Вычислите (ctg:frac{π}{2}).
Решение: Чтобы найти котангенс пи на (2) нужно найти сначала косинус и синус (frac{π}{2}). И то, и другое найдем с помощью тригонометрического круга:
Точка (frac{π}{2}) на числовой окружности совпадает с (1) на оси синусов, значит (sin:frac{π}{2}=1). Если из точки (frac{π}{2}) на числовой окружности провести перпендикуляр к оси косинусов, то мы попадем в точку (0), значит (cos:frac{π}{2}=0). Получается: (ctg:frac{π}{2}=)(frac{cos:frac{π}{2}}{sin:frac{π}{2}})(=)(frac{0}{1})(=0).
Ответ: (0).
Пример. Вычислите (ctg:(-765^circ)).
Решение: (ctg: (-765^circ)=)(frac{cos:(-765^circ)}{sin:(-765^circ)})
Что бы вычислить синус и косинус (-765^°). Отложим (-765^°) на тригонометрическом круге. Для этого надо повернуть в отрицательную сторону на (720^°) , а потом еще на (45^°).
(sin(-765^°)=-frac{sqrt{2}}{2});
(cos(-765^°)=frac{sqrt{2}}{2}) ;
получается (ctg(-765^°)= frac{sqrt{2}}{2} ∶ -frac{sqrt{2}}{2}=-1).
Ответ: (-1).
Пример. Найдите (ctg:frac{π}{3}).
Решение: (ctg: frac{π}{3}=)(frac{cos:frac{π}{3}}{sin:frac{π}{3}}). Опять находим синус пи на 3 и косинус пи на 3 (хоть с помощью тригонометрического круга, хоть по таблице):
(sin(frac{π}{3})=frac{sqrt{3}}{2});
(cos(frac{π}{3})=frac{1}{2}) ;
получается (ctg(frac{π}{3})=frac{1}{2} ∶ frac{sqrt{3}}{2}= frac{1}{2} cdot frac{2}{sqrt{3}}=frac{1}{sqrt{3}}).
Ответ: (frac{1}{sqrt{3}}).
Однако можно определять значение котангенса и напрямую через тригонометрический круг — для этого надо на нем построить дополнительную ось:
Прямая проходящая через (frac{π}{2}) на числовой окружности и параллельная оси абсцисс (косинусов) называется осью котангенсов. Направление оси котангенсов и оси косинусов совпадает.
Ось котангенсов – это фактически копия оси косинусов, только сдвинутая. Поэтому все числа на ней расставляются так же как на оси косинусов.
Чтобы определить значение котангенс с помощью числовой окружности, нужно:
1) Отметить соответствующую аргументу котангенса точку на числовой окружности.
2) Провести прямую через эту точку и начало координат и продлить её до оси котангенсов.
3) Найти координату пересечения этой прямой и оси.
Пример. Вычислите (ctg:frac{π}{4}).
Решение:
1) Отмечаем (frac{π}{4}) на окружности.
2) Проводим через данную точку и начало координат прямую.
3) В данном случае координату долго искать не придется – она равняется (1).
Ответ: (1).
Пример. Найдите значение (ctg: 30°) и (ctg: (-60°)).
Решение:
Для угла (30°) ((∠COA)) котангенс будет равен (sqrt{3}) (приблизительно (1,73)), потому что именно в таком значении сторона угла, проходящая через начало координат и точку (A), пересекает ось котангесов.
(ctg;(-60°)=frac{sqrt{3}}{{3}}) (примерно (-0,58)).
Значения для других часто встречающихся в практике углов смотри в тригонометрической таблице.
В отличие от синуса и косинуса значение котангенса не ограничено и лежит в пределах от (-∞) до (+∞), то есть может быть любым.
При этом котангенс не определен для:
1) всех точек (C) (значение в Пи: …(0), (2π), (4π), (-2π), (-4π) …; и значение в градусах: …(0°),(360°), (720°),(-360°),(-720°)…)
2) всех точек (D) (значение в Пи: …(π), (3π), (5π), (-π), (-3π), (-5π) …; и значение в градусах: …(180°),(540°),(900°),(-180°),(-540°),(-900°)…) .
Так происходит потому, что в этих точках синус равен нулю. А значит, вычисляя значение котангенса мы придем к делению на ноль, что запрещено. И прямая проходящая через начало координат и любую из этих точек никогда не пересечет ось котангенсов, т.к. будет идти параллельно ей. Поэтому в этих точках котангенс – НЕ СУЩЕСТВУЕТ (для всех остальных значений он может быть найден).
Из-за этого при решении тригонометрических уравнений и неравенств с котангенсом необходимо учитывать ограничения на ОДЗ.
Знаки по четвертям
С помощью оси котангенсов легко определить знаки по четвертям тригонометрической окружности. Для этого надо взять любую точку на четверти и определить знак котангенса для нее описанным выше способом. У всей четверти знак будет такой же.
Для примера на рисунке нанесены две зеленые точки в I и III четвертях. Для них значение котангенса положительно (зеленые пунктирные прямые приходят в положительную часть оси), значит и для любой точки из I и III четверти значение будет положительно (знак плюс).
С двумя фиолетовыми точками в II и IV четвертях – аналогично, но с минусом.
Связь с другими тригонометрическими функциями:
— синусом того же угла: формулой (1+ctg^2x=)(frac{1}{sin^2x})
— косинусом и синусом того же угла: (ctg:x=)(frac{cos:x}{sin:x})
— тангенсом того же угла: формулой (tg:x=)(frac{1}{ctg:x})
Другие наиболее часто применяемые формулы смотри здесь.
Смотрите также:
Формулы приведения
Решение уравнений (tgx=a) и (ctgx=a)
В прямоугольном треугольнике всегда заданы три стороны, из которых две, именуемые катетами, образуют прямой угол в 90°, а третья сторона – гипотенуза, их соединяет. Все тригонометрические отношения в таком треугольнике строятся на делении одной стороны на другую, и так как катетов два, то используемый в формуле катет может быть либо противолежащим – находящимся напротив угла α, и не имеющий с ним общих точек, либо прилежащим – являющимся непосредственно стороной угла α, и выходящим из него. Так как отношением противолежащего катета к прилежащему является тангенс, то другим отношением катетов будет котангенс, где в числителе дроби находится прилежащий катет (как и в косинусе), а в знаменателе противолежащий
.
В отличие от тандема синус-косинус, которые оба отталкиваются от гипотенузы в знаменателе, тангенс и котангенс используют в формулах исключительно катеты в разном порядке. Таким образом, мы получаем не только два разных отношения, соответствующих всем законам тригонометрии, но и два отношения, являющихся обратными друг и другу и взаимно конвертируемыми
.
Свойства
Котангенс угла ctg(α) — есть отношение прилежащего катета b к противолежащему катету a.
Таблица котангенсов
Котангенс угла 0° градусов | ∞ | ∞ |
Котангенс угла 30° градусов | √3 | 1.732 |
Котангенс угла 45° градусов | 1 | 1.000 |
Котангенс угла 60° градусов | 1/√3 | 0.577 |
Котангенс угла 90° градусов | 0 | 0.000 |
Что такое котангенс в прямоугольном треугольнике? Как найти котангенс? От чего зависит значение котангенса?
Определение
Котангенсом острого угла прямоугольного треугольника называется отношение прилежащего катета к противолежащему.
Например, в треугольнике ABC для угла A
прилежащий катет — АC,
противолежащий катет — BC.
Поэтому котангенс угла A в прямоугольном треугольнике ABC — это
Для угла B треугольника ABC
прилежащий катет — BC,
противолежащий — AC.
Поэтому, котангенс угла B в треугольнике ABC
равен отношению BC к AC:
Таким образом, котангенс острого угла прямоугольного треугольника — это некоторое число, получаемое в результате деления длины прилежащего к этому углу катета на длину катета противолежащего.
Так как длины катетов — положительные числа, то и котангенс острого угла прямоугольного треугольника является положительным числом.
Котангенс зависит не от длин катетов, а от их отношения. Для угла определенной величины отношение между катетами, а значит, и значение котангенса, — число постоянное.
Если изменить длины сторон треугольника, но углы оставить без изменения, то котангенсы этих углов не изменятся.
Например,
в треугольнике ABC ∠B=30º,
в треугольнике MNK ∠M=30º.
Котангенс является обратно пропорциональной величиной к тангенсу. То есть, это отношение прилежащего катета к противолежащему.
Для простоты запоминания можно дать такое определение: котангенс угла — это отношение ближнего от рассматриваемого угла катета к дальнему катету.
В случае с рисунком, описанным выше: ctgα=bactgalpha=frac{b}{a}
ctgα=cosαsinαctgalpha=frac{cosalpha}{sinalpha}
Пусть в прямоугольном треугольнике синус угла равен 0.200.20, а косинус этого угла равен 0.980.98. Найдите котангенс данного по условию угла.
Решение
sinα=0.20sinalpha=0.20
cosα=0.98cosalpha=0.98
ctgα=cosαsinα=0.980.20=4.9ctgalpha=frac{cosalpha}{sinalpha}=frac{0.98}{0.20}=4.9
Ответ
4.94.9
После того, как мы изучили и тангенс, и котангенс, можно рассмотреть еще одно тождество:
tgα⋅ctgα=1tgalphacdotctgalpha=1
Вывод его прост:
tgα⋅ctgα=sinαcosα⋅cosαsinα=1tgalphacdotctgalpha=frac{sinalpha}{cosalpha}cdotfrac{cosalpha}{sinalpha}=1
Благодаря ему можно быстро и без каких-либо трудностей вычислять одну из этих величин.
Каков тангенс угла, если его котангенс равен 4.54.5?
Решение
ctgα=4.5ctgalpha=4.5
tgα⋅ctgα=1tgalphacdotctgalpha=1
tgα⋅4.5=1tgalphacdot4.5=1
tgα=14.5tgalpha=frac{1}{4.5}
tgα≈0.22tgalphaapprox0.22
Ответ
0.220.22
Еще одно тождество помогает решить задачи, связанные с котангенсом:
1+ctg2α=1sin2α1+ctg^2alpha=frac{1}{sin^2alpha}
Оно появляется путем деление каждого слагаемого основного тождества тригонометрии на квадрат синуса.
Найдите котангенс угла, если квадрат его синуса равен 0.490.49.
Решение
sin2α=0.49sin^2alpha=0.49
1+ctg2α=1sin2α1+ctg^2alpha=frac{1}{sin^2alpha}
1+ctg2α=10.491+ctg^2alpha=frac{1}{0.49}
1+ctg2α≈2.041+ctg^2alphaapprox2.04
ctg2α≈1.04ctg^2alphaapprox1.04
ctgα≈1.02ctgalphaapprox1.02
Ответ
1.021.02
Решение задач по математике недорого от экспертов биржи!
Тест по теме «Вычисление котангенса»
Котангенс угла ctg(A) — есть отношение [ ctg(A) = frac{b}{a} ] |
Котангенс угла — ctg(A), таблица
0° Котангенс угла 0 градусов |
$ ctg(0°) = ctg(0) = infin $ |
∞ |
30° Котангенс угла 30 градусов |
$ ctg(30°) = ctgBig(Largefrac{pi}{6}normalsizeBig) = sqrt{3} $ |
1.732 |
45° Котангенс угла 45 градусов |
$ ctg(45°) = ctgBig(Largefrac{pi}{4}normalsizeBig) = 1 $ |
1.000 |
60° Котангенс угла 60 градусов |
$ ctg(60°) = ctgBig(Largefrac{pi}{3}normalsizeBig) = Largefrac{1}{sqrt{3}}normalsize $ |
0.577 |
90° Котангенс угла 90 градусов |
$ ctg(90°) = ctgBig(Largefrac{pi}{2}normalsizeBig) = 0 $ |
0 |
Вычислить, найти котангенс угла ctg(A) и угол, в прямоугольном треугольнике
Вычислить, найти котангенс угла ctg(A) по углу A в градусах
Вычислить, найти котангенс угла ctg(A) по углу A в радианах
Котангенс угла — ctg(A) |
стр. 225 |
---|