Download - Rijeseni neki zadaci iz poglavlja 3Rijeseni neki zadaci iz poglavlja 3.1 Prije rijesavanja zadataka prisjetimo se bitnih stvari koje ce nas pratiti tijekom njihovog promatranja. Tvrdnja:

Transcript

Rijeseni neki zadaci iz poglavlja 3.1

Prije rijesavanja zadataka prisjetimo se bitnih stvari koje ce nas pratiti tijekomnjihovog promatranja.

Tvrdnja: Adicijski teoremi

sin (x± y) = sinx · cos y ± cosx · sin y

cos (x± y) = cosx · cos y ∓ sinx · sin y

tg (x± y) = tg x± tg y

1∓ tg x · tg y

ctg (x± y) = ctg x · ctg y ∓ 1

ctg y ± ctg x

Tvrdnja: Formule redukcije

sin(π2+ t)= cos t cos

(π2+ t)= − sin t

sin(π2− t)= cos t cos

(π2− t)= sin t

sin (π + t) = − sin t cos (π + t) = − cos t

sin (π − t) = sin t cos (π − t) = − cos t

sin

(3π

2+ t

)= − cos t cos

(3π

2+ t

)= sin t

sin

(3π

2− t)

= − cos t cos

(3π

2− t)

= − sin t

Prisjetim se jos vrijednosti trigonometrijskih funkcijca za istaknute kuteve:

Kutπ

6

π

4

π

3

π

22π

sinx1

2

√2

2

√3

21 0 -1 0

cosx

√3

2

√2

2

1

20 -1 0 1

tg x

√3

31

√3 nedef. 0 nedef. 0

ctg x√3 1

√3

30 nedef. 0 nedef.

1

Zadatak 9: (str. 66) Koliko je sin (α+ β) i cos (α+ β) ako je tgα =8

15,

ctg β = − 7

24, te 0 < α <

π

2iπ

2< β < π?

Rjesenje: Uocimo prvo u kojim kvadrantima se nalaze dani kutevi na brojevnojkruznici kako bi kasnije znali odrediti predznake vrijednosti trigonometrijskihfunkcija:

Nadalje uocimo da je nas zadatak odrediti cemu je jednako sin (α+ β) i cos (α+ β).Raspisemo li te izraze po adicijskim teoremima:

sin (α+ β) = sinα · cosβ + cosα · sinβ

cos (α+ β) = cosα · cosβ − sinα · sinβ

mogu uociti da je zadatak zapravo odrediti cemu su jednaki sinx, cosx, sin y i

cos y. Krenimo od onoga sto je zadano, a to za pocetak neka bude tgα =8

15.

Znamo da vrijedi tgα =sinα

cosα:

tgα =8

15

tgα =sinα

cosα

⇒ sinα

cosα=

8

15

Pomnozim izraz na desnoj strani s cosα:

sinα

cosα=

8

15/ · cosα

2

sinα =8

15· cosα

Prisjetimo se da vrijedi temeljni trigonometrijski identitet:

sin2 α+ cos2 α = 1

Primjenim cinjenicu da vrijedi sinα =8

15· cosα te dalje racunam:

sin2 α+ cos2 α = 1(8

15· cosα

)2

+ cos2 α = 1

64

225· cos2 α+ cos2 α = 1

64

225· cos2 α+

225

225· cos2 α = 1

289

225· cos2 α = 1 / · 225

289

cos2 α =225

289/√

cosα = ±15

17

Posto se kut α nalazi u prvom kvadrantu, a tamo su vrijednosti kosinusa poz-

itivne, slijedi da je cosα =15

17. Sada se lako iz izraza sinα =

8

15· cosα odredi

vrijednost od sinα, dakle racunam:

sinα =8

15· cosα

sinα =8

1��15·��151

17

sinα =8

17

Nadalje pogledajmo sto je jos zadano. To je ctg β = − 7

24. Znamo da vrijedi

ctg β =cosβ

sinβ:

ctg β = − 7

24

ctg β =cosβ

sinβ

⇒ cosβ

sinβ= − 7

24

3

Pomnozim izraz na desnoj strani s sinβ:

cosβ

sinβ= − 7

24/ · sinβ

cosβ = − 7

24· sinβ

Prisjetimo se da vrijedi temeljni trigonometrijski identitet:

sin2 β + cos2 β = 1

Primjenim cinjenicu da vrijedi cosβ = − 7

24· sinβ te dalje racunam:

sin2 β + cos2 β = 1

sin2 β +

(− 7

24· sinβ

)2

= 1

sin2 β +49

576· sin2 β = 1

576

576· sin2 β +

49

576· sin2 β = 1

625

576· sin2 β = 1 / · 576

625

sin2 β =576

625/√

sinβ = ±24

25

Posto se kut β nalazi u drugom kvadrantu, a tamo su vrijednosti sinusa pozi-

tivne, slijedi da je sinβ =24

25. Sada se lako iz izraza cosβ = − 7

24· sinβ odredi

vrijednost od cosβ, dakle racunam:

cosβ = − 7

24· sinβ

cosβ = − 7

1��24·��241

25

cosβ = − 7

25

Time smo odredili sve vrijedsnosti da bi mogli odrediti cemu je jednako sin (α+ β)i cos (α+ β), dakle prisjetim se da vrijedi:

sinα =8

17, cosα =

15

17, sinβ =

24

25, cosβ = − 7

25

4

Te vrijednosti uvrstim u na pocetku raspisane izraze za sin (α+ β) i cos (α+ β).Racunam:

sin (α+ β) = sinα · cosβ + cosα · sinβ

sin (α+ β) =8

17·(− 7

25

)+

15

17· 2425

sin (α+ β) = − 56

425+

360

425

sin (α+ β) =304

425

cos (α+ β) = cosα · cosβ − sinα · sinβ

cos (α+ β) =15

17·(− 7

25

)− 8

17· 2425

cos (α+ β) = −105

425− 192

425

cos (α+ β) = −297

425

Dakle odredili smo da vrijedi sin (α+ β) =304

425i cos (α+ β) = −297

425i time je

zadatak rijesen.− ?−

Zadatak 10: (str. 66) Ako je cos(π2− α

)=

5

13i sin

(π2− β

)=

3

5, te

π

2< α < π

i 0 < β <π

2, koliko je sin (α+ β) i sin (α− β)?

Rjesenje: Uocimo prvo u kojim kvadrantima se nalaze dani kutevi na brojevnojkruznici kako bi kasnije znali odrediti predznake vrijednosti trigonometrijskihfunkcija:

5

Nadalje uocimo da je nas zadatak odrediti cemu je jednako sin (α+ β) i sin (α− β).Raspisemo li te izraze po adicijskim teoremima:

sin (α+ β) = sinα · cosβ + cosα · sinβ

sin (α+ β) = sinα · cosβ − cosα · sinβ

mogu uociti da je zadatak zapravo odrediti cemu su jednaki sinx, cosx, sin y icos y.Krenimo od onoga sto je zadano, a to za pocetak neka bude

cos(π2− α

)=

5

13. Iskoristimo li formulu redukcije cos

(π2− t)= sin t vidim

da cos(π2− α

)prelazi u sin t. Dakle u nasem slucaju mora vrijediti:

sinα =5

13

Prisjetimo se da vrijedi temeljni trigonometrijski identitet:

sin2 α+ cos2 α = 1

Primjenim cinjenicu da vrijedi sinα =5

13te dalje racunam:

sin2 α+ cos2 α = 1(5

13

)2

+ cos2 α = 1

25

169+ cos2 α = 1

cos2 α = 1− 25

169

cos2 α =169

169− 25

169

cos2 α =144

169/√

cosα = ±12

13

Posto se kut α nalazi u drugom kvadrantu, a tamo su vrijednosti kosinusa

negativne, slijedi da je cosα = −12

13.

Nadalje pogledajmo sto je jos zadano. To je sin(π2− β

)=

3

5. Iskoristimo li

formulu redukcije sin(π2− t)

= cos t vidim da sin(π2− β

)prelazi u cosβ.

Dakle u nasem slucaju mora vrijediti:

cosβ =3

5

6

Prisjetimo se da vrijedi temeljni trigonometrijski identitet:

sin2 β + cos2 β = 1

Primjenim cinjenicu da vrijedi cosβ =3

5te dalje racunam:

sin2 β + cos2 β = 1

sin2 β +

(3

5

)2

= 1

sin2 β +9

25= 1

sin2 β = 1− 9

25

sin2 β =25

25− 9

25

sin2 β =16

25/√

sinβ = ±4

5

Posto se kut β nalazi u prvom kvadrantu, a tamo su vrijednosti sinusa pozi-

tivne, slijedi da je sinβ =4

5.

Time smo odredili sve vrijednosti da bi mogli odrediti cemu je jednako sin (α+ β)i sin (α− β), dakle prisjetim se da vrijedi:

sinα =5

13, cosα = −12

13, sinβ =

4

5, cosβ =

3

5

Te vrijednosti uvrstim u na pocetku raspisane izraze za sin (α+ β) i sin (α− β).Racunam:

sin (α+ β) = sinα · cosβ + cosα · sinβ

sin (α+ β) =5

13· 35+

(−12

13

)· 45

sin (α+ β) =15

65− 48

65

sin (α+ β) = −33

65

sin (α− β) = sinα · cosβ − cosα · sinβ

sin (α− β) = 5

13· 35−(−12

13

)· 45

sin (α− β) = 15

65+

48

65

7

sin (α− β) = 63

65

Dakle odredili smo da vrijedi sin (α+ β) = −33

65i sin (α− β) =

63

65i time je

zadatak rijesen.− ?−

Zadatak 12: (str. 66) Koliko je sin(π3+ α

)i cos

(π3− α

), ako je sinα = − 8

17, te

2< α < 2π?

Rjesenje: Uocimo prvo u kojem kvadrantu se nalazi dani kut na brojevnojkruznici kako bi kasnije znali odrediti predznake vrijednosti trigonometrijskihfunkcija:

Nadalje uocimo da je nas zadatak odrediti cemu je jednako sin(π3+ α

)i cos

(π3− α

).

Raspisemo li te izraze po adicijskim teoremima:

sin (α+ β) = sinα · cosβ + cosα · sinβ

cos (α− β) = cosα · cosβ + sinα · sinβvrijedi:

sin(π3+ α

)= sin

π

3· cosα+ cos

π

3· sinα

cos(π3− α

)= cos

π

3· cosα+ sin

π

3· cosα

Prisjetim se da iz tablice na pocetku dokumenta mogu iscitati da vrijedi

sinπ

3=

√3

2i cos

π

3=

1

2. Uvrstim li to u gornje izraze zajedno sa cinjenicom da

je u samom zadatku zadano sinπ

3=

√3

2dobijem:

sin(π3+ α

)=

√3

2· cosα+

1

2·(− 8

17

)

8

cos(π3− α

)=

1

2· cosα+

√3

2·(− 8

17

)Uocavam da jedina nepoznata stvar u gornjim izrazima jest cosα. No prisje-timo se da vrijedi temeljni trigonometrijski identitet:

sin2 α+ cos2 α = 1

Primjenim cinjenicu da vrijedi sinα = − 8

17te dalje racunam:

sin2 α+ cos2 α = 1(− 8

17

)2

+ cos2 α = 1

64

289+ cos2 α = 1

cos2 α = 1− 64

289

cos2 α =289

289− 64

289

cos2 α =225

289/√

cosα = ±15

17

Posto se kut α nalazi u cetvrtom kvadrantu, a tamo su vrijednosti kosinusa

pozitivne, slijedi da je cosβ =15

17.

Time smo odredili sve vrijednosti da bi mogli odrediti cemu je jednako sin(π3+ α

)i cos

(π3− α

), dakle racunam:

sin(π3+ α

)=

√3

2· cosα+

1

2·(− 8

17

)

sin(π3+ α

)=

√3

2· 1517

+1

2·(− 8

17

)sin(π3+ α

)=

15√3

34− 8

34

sin(π3+ α

)=

15√3− 8

34

cos(π3− α

)=

1

2· cosα+

√3

2·(− 8

17

)

9

cos(π3− α

)=

1

2· 1517

+

√3

2·(− 8

17

)cos(π3− α

)=

15

34− 8√3

34

cos(π3− α

)=

15− 8√3

17

Dakle odredili smo da vrijedi sin(π3+ α

)=

15√3− 8

34i cos

(π3− α

)=

15− 8√3

17i time je zadatak rijesen.

− ?−

Zadatak 16: (str. 66) Ako je α + β =3π

4, cosβ =

3√7

8, te

π

2< β < π, koliko je

sinα?

Napomena: Dakle zadatak je malo krivo postavljen u knjizi, umjesto uvjet na αuvjet mora biti postavljen na β, no tada se to kosi s cinjenicom da mora vrijediti

cosβ =3√7

8, jer za takav β vrijednost kosinusa bi trebala biti negativna, no to

je zanemareno kod rijesavanja zadataka!

Rjesenje: Uocimo prvo u kojem kvadrantu se nalazi dani kut na brojevnojkruznici kako bi kasnije znali odrediti predznake vrijednosti trigonometrijskihfunkcija:

Dakle ideja vodilja, posto nam je zadano α + β =3π

4, jest probati raspisati

pomocu adicijskih teorema cemu je jednako sin (α+ β) i cos (α+ β). Dakleracunam:

sin (α− β) = sinα · cosβ + cosα · sinβ

cos (α− β) = cosα · cosβ − sinα · sinβ

10

Pokusajmo uvrstiti podatke iz zadatka, α − β =2π

3i sinα = −4

√3

7u gore

raspisane izraze, slijedi:

sin3π

4= sinα · 3

√7

8− cosα · sinβ

cos3π

4= cosα · 3

√7

8+ sinα · sinβ

Promotrim li dobivene izraze mogu uociti da lako odredim cemu je jednako

sin3π

4i cos

4, te takodjer mogu izracunati vrijednost kosinusa za kut α preko

temeljnog tirgonometrijskog identiteta. Probajmo dakle prvo odrediti vrijed-

nosti od sin3π

4i cos

4.

Prvo nacrtajmo brojevnu kruznicu i ucrtajmo kuteveπ

4i3π

4, te oznacimo vri-

jednosti sinusa i kosinusa tih kuteva na koordinatnim osima:

Ono sto mozemo zakljuciti gledajuci sliku jest:

sin3π

4= sin

π

4

cos3π

4= − cos

π

4

No na prvoj stranici dokumenta iz tablice mogu iscitati da vrijedi sinπ

4=

√2

2

i cosπ

4=

√2

2. Imajuci to na umu tada vrijedi:

sin3π

4=

√2

2

11

cos3π

4= −√2

2

Nadalje probajmo odrediti cemu je jednako sinβ. Da bih to napravio prisjetimse da vrijedi temeljni trigonometrijski identitet:

sin2 β + cos2 β = 1

Primjenim cinjenicu da vrijedi cosβ =3√7

8te dalje racunam:

sin2 β + cos2 β = 1

sin2 β +

(3√7

8

)2

= 1

sin2 β +32 ·

(√7)2

82= 1

sin2 β +63

64= 1

sin2 β = 1− 9

25

sin2 β =25

25− 63

64

sin2 β =1

64/√

sinβ = ±1

8

Posto se kut β nalazi u drugom kvadrantu, a tamo su vrijednosti sinusa pozi-

tivne, slijedi da je sinβ =1

8.

Sva ta saznanja sada uvrstim u raspisane izraze:

sin3π

4= sinα · 3

√7

8− cosα · sinβ

cos3π

4= cosα · 3

√7

8+ sinα · sinβ

Dakle slijedi: √2

2= sinα · 3

√7

8− cosα · 1

8

−√2

2= cosα · 3

√7

8+ sinα · 1

8

12

Promotrim li malo dobivene izraze mogu uociti da sam zaprao dobio sustavjednadzbi po nepoznanicama sinα i cosα. Posto trebam odrediti cemu je jed-nako sinα probat cu se rijesiti nepoznanice cosα. Da bih to postogao pomnoz-imo prvu jednadzbu s 3

√7. Dakle racunam:

√2

2= sinα · 3

√7

8− cosα · 1

8/ · 3√7

−√2

2= cosα · 3

√7

8+ sinα · 1

8√2

2· 3√7 = sinα · 3

√7

8· 3√7− cosα · 1

8· 3√7

−√2

2= cosα · 3

√7

8+ sinα · 1

83√2√7

2= sinα ·

(3√7)2

8− cosα · 1 · 3

√7

8

−√2

2= cosα · 3

√7

8+ sinα · 1

8

Lijevu stranu sredim imajuci na umu√a ·√b =√a · b

3√14

2= sinα · 63

8− cosα · 3

√7

8

−√2

2= cosα · 3

√7

8+ sinα · 1

8

Zbrojim jednadzbe te dobijem:

3√14

2+

(−√2

2

)= sinα · 63

8+(���

����

− cosα · 3√7

8

)+��

����

cosα · 3√7

8+ sinα · 1

8

3√14−

√2

2= sinα ·�

�864

�81

3√14−

√2

2= 8 · sinα / : 8

3√14−

√2

28

1

=1�8 · sinα�81

3√14−

√2

16= sinα

Dakle odredili smo da vrijedi sinα =3√14−

√2

16i time je zadatak rijesen.

− ?−

13

Zadatak 19: (str. 67) Ako je sinx =1√5

, sin y =1√10

, te 0 < x <π

2, 0 < y <

π

2,

onda je x+ y =π

4. Dokazi!

Rjesenje: Uocimo prvo u kojim kvadrantima se nalaze dani kutevi na brojevnojkruznici kako bi kasnije znali odrediti predznake vrijednosti trigonometrijskihfunkcija:

Ideja je sljedeca, probajmo raspisati sin (x+ y) te uvrstiti stvari koje su zadaneu zadatku. Ako dobijemo da je lijeva strana jednaka desnoj pokazali smo stosmo trebali. Racunam:

sin (x+ y) = sinx · cos y + cosx · sin y

Uvrstim poznate stvari, dakle x+ y =π

4, sinx =

1√5

i sin y =1√10

pa slijedi:

sinπ

4=

1√5· cos y + cosx · 1√

10

Prisjetim se da na prvoj stranici dokumenta postoji tablica iz koje iscitam cemuje jednako sin

π

4, vrijedi:

√2

2=

1√5· cos y + cosx · 1√

10

Promotrim li dobiveni izraz mogu uociti da kako bih zavrsio zapoceti racuntreban dorediti cemu je jednako cosx i cos y. No to znam kako uciniti naimeprisjetimo se da vrijedi temeljni trigonometrijski identitet:

sin2 x+ cos2 x = 1

14

Primjenim cinjenicu da vrijedi sinx =1√5

te dalje racunam:

sin2 x+ cos2 x = 1(1√5

)2

+ cos2 x = 1

1

5+ cos2 x = 1

cos2 x = 1− 1

5

cos2 x =5

5− 1

5

cos2 x =4

5/√

cosx = ± 2√5

Posto se kut x nalazi u prvom kvadrantu, a tamo su vrijednosti kosinusa pozi-

tivne, slijedi da je cosx =2√5

.

Isti postupak ponovim i kod odredjivanja cosy. Prisjetimo se da vrijedi temeljnitrigonometrijski identitet:

sin2 y + cos2 y = 1

Primjenim cinjenicu da vrijedi sin y =1√10

te dalje racunam:

sin2 y + cos2 y = 1(1√10

)2

+ cos2 y = 1

1

10+ cos2 y = 1

cos2 y = 1− 1

10

cos2 y =10

10− 1

10

cos2 y =9

10/√

cosx = ± 3√10

Posto se kut y nalazi u prvom kvadrantu, a tamo su vrijednosti kosinusa pozi-

tivne, slijedi da je cosx =3√10

.

15

Dakle sada kada sam odredio cemu je jednako cosx i cos y dovrsim zapocetiracun uvrstavajuci dobivene vrijesdnosti u izraz:

√2

2=

1√5· cos y + cosx · 1√

10

Racunam: √2

2=

1√5· 3√

10+

2√5· 1√

10√2

2=

1 · 3√5 ·√10

+2 · 1√5 ·√10

Imajuci na umu da vrijedi√a ·√b =√a · b dalje slijedi:

√2

2=

3√50

+2√50

√2

2=

5√50

=5√2 · 25

=5√

2 ·√25

=1�5√

2 · �51√2

2=

1√2

Izmonozim unakrsno ove razlomke te dobijem:√2 ·√2 = 2 · 1

2 = 2

Kako je lijeva strana jednaka desnoj jednakost je dokazana, cime je zadatakrijesen.

− ?−

Zadatak 27: (str. 67) Ako je x+ y =π

2, x 6= 0, koliko je

tg (x− y)tg x− tg y

?

Rjesenje: Za pocetak probajmo srediti trazeni izraztg (x− y)tg x− tg y

kako bi znali

sto zapravo trebamo odrediti kako bi izracunali cemu je on jednak. Pri tomekoristim adicijski teorem za tangens:

tg (x± y) = tg x± tg y

1∓ tg x · tg y

Racunam:

tg (x− y)tg x− tg y

=

tg x− tg y

1 + tg x · tg ytg x− tg y

=

1(((

((tg x− tg y

1 + tg x · tg y((((

(tg x− tg y11

=

1

1 + tg x · tg y1

1

16

tg (x− y)tg x− tg y

=1

1 + tg x · tg yDakle trebali bi odrediti cemu je jednako tg x i tg y. Probajmo se sada malopozbaviti s jednakoscu danoj u zadatku, x+ y =

π

2. Izrazimo y pomocu x iz te

jednakosti:x+ y =

π

2

y =π

2− x

Kako trebamo odrediti cemu je jednako tg y izmjedju ostaloga, imajuci na umuy =

π

2− x zapravo trebam odrediti cemu je jednako tg

(π2− x)

. No to mepodsjeca na formule redukcije. Promotrimo sljedecu sliku:

Napomena: Dakle posto su slike konstruirane pomocu Geogebre, a u njima nemogu definirati fukcije tg i ctg koristim oznaku tan za tangens i oznaku tan−1

za kotangens!

Dakle iz slike mogu zakljuciti da mora vrijediti:

tg(π2− x)= ctg x

Prisjetim se da vrijedi ctg x =1

tg x. Imajuci to na umu slijedi:

tg y = tg(π2− x)=

1

tg x

17

Dakle s tim se saznanjem vratim u izraz koji trebam odrediti, dakle slijedi:

tg (x− y)tg x− tg y

=1

1 + tg x · tg y

tg (x− y)tg x− tg y

=1

1 +1��tg x ·

1

��tg x 1

=1

1 +1

1

− 1

1 + 1=

1

2

Dakle dobili smo da vrijeditg (x− y)tg x− tg y

=1

2, cime je zadatak rijesen.

− ?−

Zadatak 28: (str. 67) Ako je α+ β =π

4, koliko je (1 + tgα) (1 + tg β)?

Rjesenje: Dakle ideja je prvo raspisati izraz koji trebamo odredit. Racunam:

(1 + tgα) (1 + tg β) = 1 + tg β + tgα+ tgα · tg β

Ono sto mogu uociti ako promotrim dobiveni izraz te adicijski teorem za tan-

gens, tg (α+ β) =tgα+ tg β

1− tgα · tg β, vidim da se neki izrazi podudaraju. Pobajmo

dakle odrediti cemu je jednako tg (α+ β) =tgα+ tg β

1− tgα · tg β. Racunam:

tg (α+ β) =tgα+ tg β

1− tgα · tg β

tgπ

4=

tgα+ tg β

1− tgα · tg β

Procitam vrijednost fukcije tangens za kutπ

4s prve stranice dokumenta, dakle

vrijedi tgπ

4= 1. Imajuci to na umu racunam dalje:

1 =tgα+ tg β

1− tgα · tg β/ · 1− tgα · tg β

1− tgα · tg β = tgα+ tg β

S tim saznanjem vratim se u izraz koji trebam izracunati:

(1 + tgα) (1 + tg β) = 1 + tgα+ tg β︸ ︷︷ ︸1−tgα·tg β

+tgα · tg β

(1 + tgα) (1 + tg β) = 1 + 1((((((− tgα · tg β +���

��tgα · tg β

(1 + tgα) (1 + tg β) = 1 + 1 = 2

18

Dakle izracunali smo da vrijedi (1 + tgα) (1 + tg β) = 2, cime je zadatak rije-sen.

− ?−

Zadatak 29: (str. 67) Ako je x+ y =3π

4, koliko je (1 + ctgα) (1 + ctg β)?

Rjesenje: Dakle ideja je prvo raspisati izraz koji trebamo odredit. Racunam:

(1 + ctgα) (1 + ctg β) = 1 + ctg β + ctgα+ ctgα · ctg β

Ono sto mogu uociti ako promotrim dobiveni izraz te adicijski teorem za tan-

gens, ctg (α+ β) =ctgα · ctg β − 1

ctgα+ ctg β, vidim da se neki izrazi podudaraju. Poba-

jmo dakle odrediti cemu je jednako ctg (α+ β) =ctgα · ctg β − 1

ctgα+ ctg β. Racunam:

ctg (α+ β) =ctgα · ctg β − 1

ctgα+ ctg β

ctg3π

4=

ctgα · ctg β − 1

ctgα+ ctg β

Probajmo dakle odrediti vrijednost od ctg3π

4. Prvo nacrtajmo brojevnu kruznicu

i ucrtajmo kuteveπ

4i3π

4, te oznacimo vrijednosti sinusa i kosinusa tih kuteva

na koordinatnim osima:

Napomena: Dakle posto su slike konstruirane pomocu Geogebre, a u njima nemogu definirati fukciju ctg koristim oznaku tan−1 za tangens.

19

Ono sto mozemo zakljuciti gledajuci sliku jest:

ctg3π

4= − ctg

π

4

No na prvoj stranici dokumenta iz tablice mogu iscitati da vrijedi ctgπ

4= 1.

Imajuci to na umu tada vrijedi:

ctg3π

4= −1

Imajuci to na umu racunam dalje:

−1 =ctgα · ctg β − 1

ctgα+ ctg β/ · ctgα+ ctg β

− (ctgα+ ctg β) = ctgα · ctg β − 1 / · (−1)

ctgα+ ctg β = − ctgα · ctg β + 1

S tim saznanjem vratim se u izraz koji trebam izracunati:

(1 + ctgα) (1 + ctg β) = 1 + ctgα+ ctg β︸ ︷︷ ︸− ctgα·ctg β+1

+ctgα · ctg β

(1 + ctgα) (1 + ctg β) = 1 +(((((((− ctgα · ctg β + 1 +((((

((ctgα · ctg β

(1 + ctgα) (1 + ctg β) = 1 + 1 = 2

Dakle izracunali smo da vrijedi (1 + ctgα) (1 + ctg β) = 2, cime je zadatak rije-sen.

− ?−

Zadatak 30: (str. 67) Ako je tg x + tg y = 25, ctg x + ctg y = 30 koliko jetg (x+ y)?

Rjesenje: Dakle ideja je prvo raspisati izraz koji trebamo odrediti. Racunam:

tg (x+ y) =tg x+ tg y

1− tg x · tg y

Dakle odmah prepoznajem da je vrijednost izraza u brojniku vec dana u za-dataku. Potrebno je samo odrediti cemu je jednako tg x · tg y. U tu svrhuprobajmo raspisati drugi podatak dan u zadatku, a to je ctg x + ctg y = 30.

Imajuci na umu da vrijedi ctg x =1

tg xracunam:

ctg x+ ctg y = 30

1

tg x+

1

tg y= 30

20

Svedemo na zajednicki nazivnik jednak tg x · tg y, dakle slijedi:

1 · tg y + 1 · tg xtg x · tg y

= 30

tg x+ tg y

tg x · tg y= 30

Prepoznajem da je vrijednost izraza u brojniku vec dana u zadataku, donosnoda vrijedi tg x+ tg y = 25. Imajuci to na umu dalje racunam:

25

tg x · tg y= 30 / : 25

1��25

tg x · tg y��2511

=6��30

��255

1

tg x · tg y=

6

5/−1

(1

tg x · tg y

)−1

=

(6

5

)−1

tg x · tg y =5

6

Sada kada sam to izracunao vratim se na izraz ciju vrijednost trebam odrediti:

tg (x+ y) =tg x+ tg y

1− tg x · tg y

Uvrstim stvari koje su zadane i koje sam odredio:

tg (x+ y) =tg x+ tg y

1− tg x · tg y=

25

1− 5

6

Svedem na zajdenicki nazivnik razlomke u nazivniku:

tg (x+ y) =25

6

6− 5

6

=

25

11

6

=25 · 61

=150

1= 150

Dakle odredili smo da je tg (x+ y) = 150, cime smo rijesili zadatak.

− ?−

Zadatak 32: (str. 67) Ako je cos (x+ y) =1

3, cos (x− y) = 1

5, koliko je tg x · tg y?

21

Rjesenje: Dakle ideja je prvo raspisati izraz koji trebamo odrediti. Imajuci na

umu da vrijedi tg x =sinx

cosxracunam:

tg x · tg y =sinx

cosx· sin ycos y

=sinx · sin ycosx · cos y

Uocavam da nam je cilj odrediti cemu su jednaki izrazi sinx·sin y i cosx·cos y. U

tu svrhu raspisimo izraze dane u zadatku i to cos (x+ y) =1

3i cos (x− y) = 1

5.

Raspisujem prema adicijsom teoremu za kosinus:

cos (x± y) = cosx · cos y ∓ sinx · sin y

Dakle slijedi:

cos (x+ y) =1

3

cosx · cos y − sinx · sin y =1

3

cos (x− y) = 1

5

cosx · cos y + sinx · sin y =1

5

Na taj nacin dobio sam sljedeci sustav jednadzbi:cosx · cos y − sinx · sin y =

1

3

cosx · cos y + sinx · sin y =1

5

Pokusajmo prvo zbrojiti te dvije jednadzbe, racunam:

cosx · cos y((((((− sinx · sin y + cosx · cos y +(((((sinx · sin y =

1

3+

1

5

Svedem razlomke na desnoj strani na zajednicki nazivnik:

cosx · cos y + cosx · cos y =1 · 5 + 1 · 3

15

2 · cosx · cos y =5 + 3

15=

8

15

2 · cosx · cos y =8

15/ : 2

1�2 · cosx · cos y

�21=

4�8

15

�211

/ : 2

22

cosx · cos y =4

15

Uocavam da smo odredili iznos jednog od izraza koji se pojavljuje u zadatku.Vratimo se natrag na sustav jednadzbi:

cosx · cos y − sinx · sin y =1

3

cosx · cos y + sinx · sin y =1

5

Pokusajmo sada oduzeti te dvije jednadzbe, racunam:

cosx · cos y − sinx · sin y − (cosx · cos y + sinx · sin y) = 1

3− 1

5

Svedem razlomke na desnoj strani na zajednicki nazivnik:

((((((cosx · cos y − sinx · sin y(((((

(− cosx · cos y − sinx · sin y =1 · 5− 1 · 3

15

−2 · sinx · sin y =5− 3

15=

2

15

−2 · sinx · sin y =2

15/ : (−2)

1��−2 · sinx · sin y��−21

=

1�2

15−�211

/ : 2

sinx · sin y = − 1

15

Uocavam da smo time odredili i drugi iznos izraza koji se pojavljuje u zadatku.Vratimo se na pocetni izraz imajuci na umu dobivene vrijednosti:

tg x · tg y =sinx · sin ycosx · cos y

=

41��15

− 1

��151

=4

−1= −4

Dakle vidimo da vrijedi tg x · tg y = −4, cime smo rijesili zadatak.

− ?−

Zadatak 33: (str. 67) Koliko je cos (a− b) ako je sin a+ sin b = 1 icos a+ cos b =

√2?

Rjesenje: Ideja je prvo raspisati izraz koji trebamo odrediti, dakle cos (a− b).Imajuci na umu adicijski teorem za kosinus:

cos (x± y) = cosx · cos y ∓ sinx · sin y

23

Slijedi:cos (a− b) = cos a · cos b− sin a · sin b

Uocavam da trebam odrediti cemu su jednaki izrazi cos a · cos b i sin a · sin b. Dabih to ucinio prisjetim se identiteta (a+ b)

2= a2 + 2ab + b2. To mi daje ideju

da pokusam kvadrirati izraze:

sin a+ sin b = 1

cos a+ cos b =√2

Racunam:sin a+ sin b = 1 /2

(sin a+ sin b)2= 12

sin2 a+ 2 · sin a · sin b+ sin2 b = 1

Nadalje kvadriram i drugi izraz:

cos a+ cos b =√2 /2

(cos a+ cos b)2=(√

2)2

cos2 a+ 2 · cos a · cos b+ cos2 b = 2

Time sam dobio sljedeci sustav jednadzbi:{sin2 a+ 2 · sin a · sin b+ sin2 b = 1cos2 a+ 2 · cos a · cos b+ cos2 b = 2

Pokusajmo zbrojiti te dvije jednadzbe:

sin2 a+ 2 · sin a · sin b+ sin2 b+ cos2 a+ 2 · cos a · cos b+ cos2 b = 1 + 2

Sredim malo dobiveni izraz imajuci na umu temeljni trigonometrijski identitetsin2 x+ cos2 x = 1:

sin2 a+ cos2 a︸ ︷︷ ︸1

+2 · sin a · sin b+ sin2 b+ cos2 b︸ ︷︷ ︸1

+2 · cos a · cos b = 3

1 + 2 · sin a · sin b+ 1 + 2 · cos a · cos b = 3

2 · sin a · sin b+ 2 · cos a · cos b = 3− 1− 1

2 · sin a · sin b+ 2 · cos a · cos b = 1

Izlucim 2 na lijevoj strani:

2 (sin a · sin b+ · cos a · cos b) = 1 / : 2

cos a · cos b+ sin a · sin b = 1

2

24

No ako malo promotrim lijevu stranu izraza mogu uociti da se radi i adicijskomteoremu za kosinus:

cos (x± y) = cosx · cos y ∓ sinx · sin y

Drugim rijecima vrijedi:

cos (a− b) = 1

2

Dakle izracunali smo da mora vrijediti cos (a− b) = 1

2, cime je zadatak rijesen.

− ?−

Zadatak 35: 5) (str. 67) Dokazi sljedeci identitet:

sin (x− y)tg x+ tg y

= cosx · cos y

Rjesenje: Raspisat cemo lijevu stranu imajuci na umu identitet tg x =sinx

cosxi

adicijski teorem za sinus:

sin (x± y) = sinx · cos y ± cosx · sin y

Dakle racunam:

sin (x− y)tg x+ tg y

=sinx · cos y + cosx · sin y

sinx

cosx+

sin y

cos y

Svedem razlomke u nazivniku na yajednicki nazivnik i to cosx · cos y. Slijedi:

sin (x− y)tg x+ tg y

=sinx · cos y + cosx · sin ysinx · cos y + cosx · sin y

cosx · cos y

=

sinx · cos y + cosx · sin y1

sinx · cos y + cosx · sin ycosx · cos y

Uocavam da se brojnici dobivenog dvojnog razlomka mogu pokratiti pa ucinimto:

sin (x− y)tg x+ tg y

=

1

(((((((

((((sinx · cos y + cosx · sin y1

(((((((

((((sinx · cos y + cosx · sin y1cosx · cos y

=

1

11

cosx · cos y

sin (x− y)tg x+ tg y

= cosx · cos y

Usporedim li dobiveno s desnom stranom pocetnog izraza vidim da se onepodudaraju pa je time zadatak rijesen.

− ?−

25