سرفصل‌های این مبحث

مثلثات

اتحادهای مثلثاتی

آخرین ویرایش: 18 آبان 1403
دسته‌بندی: مثلثات
امتیاز:

تعریف اتحاد مثلثاتی

هر تساوی که در آن نسبت‌های مثلثاتی به‌کار رفته باشد و به‌ازای جمیع مقادیر زاویه به‌کار رفته شده، برقرار باشد، یک اتحاد مثلثاتی نام دارد.

ابتدا اتحادهای پایه و اصلی مثلثاتی را معرفی می‌کنیم و سپس به اثبات آنها می‌پردازیم.

قضیه

sin2θ+cos2θ=1

sin2θ=1cos2θsinθ=±1cos2θ

cos2θ=1sin2θcosθ=±1sin2θ

اثبات

فرض کنیم M نقطه‌ای روی دایره مثلثاتی واقع در ربع اول باشد.

sinθ=HM¯cosθ=OH¯

HM2+OH2=OM2sin2θ+cos2θ=1

تمرین

اگر cosθ=25 باشد، دو مقدار ممکن برای sinθ بدست آورید.

sin2θ+cos2θ=1

sin2θ+252=1    ;    cosθ=25

sin2θ=1425

sin2θ=2125sinθ=±215

مختصات نقاط به‌دست آمده را روی دایره مثلثاتی نشان دهید.

cosθ در ربع اول و چهارم مثبت است و مقدار آن 25 است. 


sinθ در ربع اول مثبت است و مقدار آن 215 است اما در ربع چهارم منفی است و مقدار آن -215 است.


  

تمرین

if    tan2x=sinxcosx=?

tan2x=sinx


sin2xcos2x=sinx    ;    cos2x0


sin2xcos2xsinx=0


sin2xsinx.cos2xcos2x=0


sin2xsinx.cos2x=0


2sinx.cosxsinx.cos2x=0


sinx2cosxcos2x=0

sinx=0sin2x+cos2x=1cos2x=1cosx=1cosx=1

2cosxcos2x=02cosx=cos2x


2cosx=cos2x


2cosx=2cos2x1


2cos2x2cosx1=0


cosx=2±4+84


cosx=1±32


جواب ها به‌صورت زیر معرفی می‌شود:


cosx=132,1,1

دریافت مثال

قضیه

tanθ=sinθcosθtannθ=sinnθcosnθ    ;    θ2k+12π  ,  kZ

اثبات

در شکل زیر فرض کنیم M در نقاط B یا B' واقع نباشد، یعنی θ2k+12π باشد:

در این‌صورت در مثلث قائم الزاویه OMH داریم:  

تانژانت θ مساوی با ضلع مقابل بر ضلع مجاور است:

ΔOMH:tanθ=HM¯OH¯=sinθcosθ

قضیه

cotθ=cosθsinθcotnθ=cosnθsinnθ    ;    θkπ  ,  kZ

اثبات

در شکل زیر فرض کنیم M در نقاط A یا A' واقع نباشد، یعنی θkπ باشد:

در این‌صورت در مثلث قائم الزاویه OMH داریم:  

کتانژانت θ مساوی با ضلع مجاور بر ضلع مقابل است:

ΔOMH:cotθ=OH¯HM¯=cosθsinθ

تمرین

درستی اتحادهای زير را بررسی کنيد. 

1cos6x3tan2xcos2x=1+tan6x

1cos6x3tan2xcos2x=13tan2x.cos4xcos6x=13sin2x.cos2xcos6x

=sin6x+cos6xcos6x=sin6xcos6x+cos6xcos6x=tan6x+1

sinα.tan2α.cot3α=cosα

sinαtan2αcot3α=sinαsin2αcos2αcos3αsin3α=cosα

تمرین

اگر داشته باشیم:

3π<4x<4πtanx+cotx=3

حاصل زیر را به‌دست آورید.

1cos3x+sin3x

3π<4x<4π3π4<x<π

tanx+cotx=3sinxcosx+cosxsinx=3sin2x+cos2xsinx.cosx=3sinx.cosx=13


1cos3x+sin3x=1cosx+sinxcos2x+sin2xcosx.sinx

1cos3x+sin3x=1cosx+sinx113

1cos3x+sin3x=34cosx+sinx



A=cosx+sinx

A2=cos2x+sin2x+2cosx.sinx

A2=1+213


A2=13A=±13cosx+sinx=13


بنابراین داریم:

1cos3x+sin3x=34cosx+sinx=341 3=343=0/753

دریافت مثال

قضیه

tanθ.cotθ=1tanθ=1cotgθcotθ=1tanθ     ;    θkπ2  ,  kZ

اثبات

tanθ=sinθcosθcotθ=cosθsinθtanθcotθ=sinθcosθcosθsinθ=1

تمرین

درستی اتحاد زير را بررسی کنيد. 

tanAtanBcotBcotA=tanAcotB

tanAtanBcotBcotA=tanAtanB1tanB1tanA=tanAtanB tanAtanBtanB.tanA=tanB.tanA=tanAcotB

دریافت مثال

قضیه

1+tan2θ=1cos2θcos2θ=11+tan2θ=cot2θ1+cot2θ

اثبات

1+tan2θ=1+sin2θcos2θ=cos2θ+sin2θcos2θ=1cos2θ

قضیه

1+cot2θ=1sin2θsin2θ=11+cot2θ=tan2θ1+tan2θ

اثبات

1+cot2θ=1+cos2θsin2θ=sin2θ+cos2θsin2θ=1sin2θ

دریافت مثال

قضیه

sin4θ+cos4θ=12sin2θ.cos2θ

اثبات

یادآوری می‌کنیم که:

a+b2=a2+2ab+b2a2+b2=a+b22ab

sin4θ+cos4θ=sin2θ2+cos2θ2=sin2θ+cos2θ22sin2θ.cos2θ=12sin2θ.cos2θ

تمرین

درستی اتحاد زیر را بررسی کنید:

sin8x+cos8x+4sin2x.cos2x=1+2sin4x.cos4x

یادآوری می‌کنیم که:

a2+b2=a+b22ab


sin8x+cos8x+4sin2x.cos2x

=sin4x2+cos4x2+4sin2x.cos2x

=sin4x+cos4x22sin4x.cos4x+4sin2x.cos2x

=12sin2xcos2x22sin4cos4x+4sin2x.cos2x

=1+4sin4xcos4x4sin2xcos2x2sin4xcos4x+4sin2x.cos2x

=1+2sin4x.cos4x4sin2xcos2x+4sin2x.cos2x

=1+2sin4x.cos4x

قضیه

sin6θ+cos6θ=13sin2θ.cos2θ

اثبات

یادآوری می‌کنیم که:

a+b3=a3+3a2b+3ab2+b3a3+b3=a+b33aba+b


sin6θ+cos6θ

=sin2θ3+cos2θ3

=sin2θ+cos2θ33sin2θ.cos2θsin2θ+cos2θ

=13sin2θ.cos2θ

دریافت مثال

قضیه

secθ=1cosθ   ,    cscθ=1sinθ

اثبات

اگر θ2k+1π2 باشد، وارون cosθ را سکانت θ نامیده و با نماد secθ نشان می‌دهند، پس: 

secθ=1cosθsecnθ=1cosnθ

اگر θkπ باشد، وارون sinθ را کسکانت θ نامیده و با نماد cscθ نشان می‌دهند، پس: 

cscθ=1sinθcscnθ=1sinnθ

دریافت مثال

قضیه

tanθ+cotθ=1sinθ.cosθ

اثبات

tanθ+cotθ=sinθcosθ+cosθsinθ=sin2θ+cos2θcosθ.sinθ=1sinθ.cosθ

تمرین

درستی اتحاد زیر را بررسی کنید:

tan2α+cot2α+2=1sinα.cosα    ;    π2<α<π

tan2α+cot2α+2

=tan2α+cotg2α+2tanα.cotα1

=tanα+cotα2=tanα+cotα    ;     Ι=tanα+cotα=1sinα.cosα


Ι   :if  π2<α<πtanα<0cotα<0tanα+cotα<0tanα+cotα=tanα+cotα

قضیه

sinθ1+cosθ=1cosθsinθ

اثبات

sinθ1+cosθ=sinθ1+cosθ.1cosθ1cosθ=sinθ1cosθ1cos2θ=sinθ1cosθsin2θ=1cosθsinθ

دریافت مثال

قضیه

if   tanθ=absinθ=±aa2+b2cosθ=±ba2+b2

اثبات

a و b دو عدد حقیقی دلخواه و b0 است.

1+tan2θ=1cos2θ1+ab2=1cos2θa2+b2b2=1cos2θcos2θ=b2a2+b2cosθ=±ba2+b2

1+cot2θ=1sin2θ1+ba2=1sin2θa2+b2a2=1sin2θsin2θ=a2a2+b2sinθ=±aa2+b2

تمرین

اگر tanθ=34 و θ در ربع چهارم باشد، مقدار سایر نسبت‌های مثلثاتی این زاویه را به‌دست آورید. 

if   tanθ=absinθ=±aa2+b2cosθ=±ba2+b2

if   tanθ=34sinθ=±39+16=±35cosθ=±49+16=±45


چون θ در ربع چهارم است، پس sinθ<0cosθ>0 است:

sinθ=35        ,    cosθ=45        ,       cotθ=43

نکته

شش ضلعی جادویی

مثلثات - پیمان گردلو

برای کمک به شما در به خاطر سپردن برخی از فرمول های مثلثاتی، از این شش ضلعی استفاده می‌کنیم.

حالت اول)

مثلثات - پیمان گردلو

فرمول های زیر در جهت عقربه های ساعت ساخته می‌شوند:

tanx=sinxcosxsinx=cosxcotxcosx=cotxcscx

cotx=cscxsecxcscx=secxtanxsecx=tanxsinx

فرمول های زیر در جهت عکس عقربه های ساعت ساخته می‌شوند:

cosx=sinxtanxsinx=tanxsecxtanx=secxcscxsecx=cscxcotxcscx=cotxcosxcotx=cosxsinx

حالت دوم)

مثلثات - پیمان گردلو

tanx.cosx=sinxsinx.cotx=cosxcosx.cscx=cotxcotx.secx=cscxcscx.tanx=secxsecx.sinx=tanx

حالت سوم)

مثلثات - پیمان گردلو

tanx.cotx=1sinx.cscx=1secx.cosx=1

حالت چهارم)

مثلثات - پیمان گردلو

sinx=1cscxcosx=1secxcotx=1tanxcscx=1sinxsecx=1cosxtanx=1cotx

حالت پنجم)

مثلثات - پیمان گردلو

حالت ششم)

مثلثات - پیمان گردلو

تست‌های این مبحث

تست شماره 1

کنکور ریاضی تیر 1403

اگر داشته باشیم:

3sin2x+acos2x=4

cot2x با کدام مورد برابر است؟

  1. 1a-4
  2. 14-a
  3. 1a-3
  4. 13-a
مشاهده پاسخ تست بستن

تست شماره 2

کنکور ریاضی اردیبهشت 1403

حاصل عبارت زیر کدام است؟

sin4α+4cos2α1+cos2αcos4α+4sin2α1+sin2α

  1. 1
  2. 2
  3. cos2α
  4. sin2α
مشاهده پاسخ تستبستن

تست شماره 3

کنکور تجربی تیر 1403

اگر داشته باشیم:

1cos2αtanα=1+sinαcosα

sinαcosα=1cotα

انتهای کمان α در کدام ناحیه مثلثاتی است؟

  1. چهارم 
  2. سوم
  3. دوم
  4. اول
مشاهده پاسخ تستبستن

تست شماره 4

تساوی زیر را در نظر بگیرید:

sinxcosx1sinxcosx=35

مقدار tanx+cotx  کدام است؟

  1. 32
  2. 54
  3. 74
  4. 94
مشاهده پاسخ تست بستن

تست شماره 5

اگر داشته باشیم:

tan2x+cot2x=14    ;    2π<2x<5π2

حاصل cosxsinx کدام است؟

  1. 22
  2. -2
  3. 2
  4. -22
مشاهده پاسخ تست بستن

تست شماره 6

در شکل زیر مقدار BC کدام یک از گزینه های زیر است؟ 

  1. 25
  2. 35
  3. 45
  4. 55
مشاهده پاسخ تستبستن

تست شماره 7

در مثلث ABC مقدار زاویه A  برابر 120° درجه می‌باشد.

اگر داشته باشیم:

CHBH=2tanα

مقدار tanα+30 کدام است؟

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
مشاهده پاسخ تستبستن

خرید پاسخ‌ها

اتحادهای مثلثاتی

30,000تومان
خرید فایل PDF مثال ها و جواب ها

برای ارسال نظر وارد سایت شوید