background image

 

 

 

 

 

 

  

 

Materiały  przygotowane  w  ramach  projektu  „Uruchomienie 
unikatowego  kierunku  studiów  Informatyka  Stosowana  odpowiedzią 
na zapotrzebowanie rynku pracy” ze środków Programu Operacyjnego 
Kapitał  Ludzki  współfinansowanego  ze  środków  Europejskiego 
Funduszu Społecznego nr umowy UDA – POKL.04.01.01-00-011/09-00 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Wprowadzenie do matematyki 

 
 
 
 

Materiały do zajęć (6): 

 
 

Funkcje elementarne. 

 
 
 
 
 

 

Funkcje trygonometryczne. 

 
 

background image

Materiały pomocnicze dla studentów 

Wprowadzenie do matematyki 

 
© Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie 

 

58 

9.  Funkcje trygonometryczne. 
 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

 
Dziedziną  funkcji 

x

x

f

cos

)

(

  jest  zbiór  liczb  rzeczywistych,  zbiorem  wartości  jest 

przedział 

]

1

,

1

[

.  Jest  to  funkcja  parzysta  i  okresowa  o  okresie  podstawowym 

2

.  Ma 

nieskończenie wiele miejsc zerowych, 

k

x

2

 dla 

Z

k

 

Podstawowe własności funkcji: 

x

x

f

sin

)

(

R

x

 

 

1

sin

1

x

 

x

x

sin

)

sin(

 

x

k

x

sin

)

2

sin(

 dla 

Z

k

 

k

x

x

0

sin

  dla 

Z

k

 

Podstawowe własności funkcji: 

x

x

f

cos

)

(

R

x

 

 

1

cos

1

x

 

x

x

cos

)

cos(

 

x

k

x

cos

)

2

cos(

 dla 

Z

k

 

k

x

x

2

0

cos

  dla 

Z

k

 

background image

Materiały pomocnicze dla studentów 

Wprowadzenie do matematyki 

 
© Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie 

 

59 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Dziedziną  funkcji 

x

x

f

ctg

)

(

  jest  zbiór 

,

dla

:

Z

R

k

k

x

x

czyli  suma 

mnogościowa przedziałów 

Z

k

k

k

,

,

, zbiorem wartości jest zbiór R. Jest to funkcja 

nieparzysta,  okresowa  o  okresie  podstawowym 

  oraz  malejąca  w każdym  z przedziałów 

Z

k

k

k

,

,

.    Ma  nieskończenie  wiele  miejsc  zerowych, 

k

x

2

  dla 

Z

k

Wykres funkcji ma asymptoty pionowe o równaniach 

k

x

 dla 

Z

k

Podstawowe własności funkcji: 

x

x

f

tg

)

(

k

x

2

 dla 

Z

k

 

 

x

x

tg

)

tg(

 

x

k

x

tg

)

tg(

 dla 

Z

k

 

k

x

x

0

tg

  dla 

Z

k

 

Podstawowe własności funkcji: 

x

x

f

ctg

)

(

k

x

 dla 

Z

k

 

 

x

x

ctg

)

ctg(

 

x

k

x

ctg

)

ctg(

 dla 

Z

k

 

k

x

x

2

0

ctg

  dla 

Z

k

 

background image

Materiały pomocnicze dla studentów 

Wprowadzenie do matematyki 

 
© Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie 

 

60 

 

 
Wartości funkcji trygonometrycznych dla wybranych kątów  
 

6

 

4

 

3

 

2

 

x

sin

 

2

1

 

2

2

 

2

3

 

x

cos

 

2

3

 

2

2

 

2

1

 

x

tg

 

3

3

 

3

 

nie istnieje 

x

ctg

 

nie istnieje 

3

 

3

3

 

 

 

 
Z przedstawionych własności wynikają zależności:  

 

1

ctg

tg

x

x

 dla 

k

x

 i 

k

x

2

 i 

Z

k

,  

 

x

x

2

sin

2

1

2

cos

 oraz 

1

cos

2

2

cos

2

x

x

 

Podstawowe własności dla 

R

x

 

1

cos

sin

2

2

x

x

 

 

 

 

 

 

 

x

x

x

cos

s in

tg

 dla 

Z

k

k

x

,

2

 

x

x

x

s in

cos

ctg

 dla 

Z

k

k

x

,

 

 

 

 

x

x

x

cos

sin

2

2

sin

 

x

x

x

2

2

sin

cos

2

cos

background image

Materiały pomocnicze dla studentów 

Wprowadzenie do matematyki 

 
© Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie 

 

61 

 

 
Powyższe 

zależności 

są 

podstawą 

rozwiązywania 

równań 

nierówności 

trygonometrycznych.  
 
Przypadki szczególne:  

 

równanie 

a

x

sin

R

x

 dla 

1

a

 ma rozwiązania 

k

x

2

2

 i 

Z

k

, dla 

1

a

 ma 

rozwiązania 

k

x

2

2

  i 

Z

k

,  dla 

0

a

  rozwiązaniami  są  miejsca  zerowe  funkcji 

x

x

f

sin

)

(

, dla 

)

,

1

(

)

1

,

(



a

 nie ma rozwiązań, 

 

równanie 

a

x

cos

R

x

  dla 

1

a

  ma  rozwiązania 

k

2

  i 

Z

k

,  dla 

1

a

  ma 

rozwiązania 

)

2

1

(

2

k

k

x

 i 

Z

k

, dla 

0

a

 rozwiązaniami są miejsca zerowe 

funkcji 

x

x

f

cos

)

(

, dla 

)

,

1

(

)

1

,

(



a

 nie ma rozwiązań. 

 
Przykład.  
Rozwiązać równania:  

a) 

2

1

s i n

x

,  

b) 

3

ctg

x

,  

c) 

1

)

3

tg(

x

.  

 
 
 
 
Przykład.  
Rozwiązać równania:  

a) 

3

3

4

ctg

tg

x

x

)

2

,

0

(

x

,  

b) 

0

cos

sin

x

x

Własności: 

 

Jeżeli 

0

 jest jednym z rozwiązań równania 

a

x

sin

]

1

,

1

[

a

, to dla każdego 

R

x

 

k

x

x

k

x

x

a

x

2

)

(

2

sin

0

0

Z

k

 

Jeżeli 

0

 jest jednym z rozwiązań równania 

a

x

cos

]

1

,

1

[

a

, to dla każdego 

R

x

 

k

x

x

k

x

x

a

x

2

2

cos

0

0

Z

k

 

Jeżeli 

0

 jest jednym z rozwiązań równania 

a

x

tg

R

a

, to dla  każdego  

k

x

2

Z

k

k

x

x

a

x

0

tg

Z

k

 

Jeżeli 

0

 jest jednym z rozwiązań równania 

a

x

ctg

R

a

, to dla  każdego  

k

x

Z

k

k

x

x

a

x

0

ctg

Z

k

 

background image

Materiały pomocnicze dla studentów 

Wprowadzenie do matematyki 

 
© Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie 

 

62 

Zadania 

 

zad. 1)  Sprawdzić,  czy  podana  równość: 

s in

tg

1

s in

1

cos

1

  jest  tożsamością 

trygonometryczną. Podać konieczne założenia. 

 

zad. 2)  Wiedząc,  że 

60

11

ctg

x

  i 

2

3

,

x

  wyznaczyć  wartości  pozostałych  funkcji 

trygonometrycznych. 

 
zad. 3)  Rozwiązać równania: 

a) 

3

2

2

cos

2

x

b) 

1

3

tg

3

x

,  

,

x

c) 

 

 

1

3

cos

5

,

0

3

sin

2

x

x

d) 

0

cos

cos

sin

2

sin

2

2

x

x

x

x

e) 

 

0

sin

2

2

sin

x

x

 
zad. 4)  Rozwiązać nierówności:  

a) 

2

1

s i n

x

b) 

2

2

cos

x

c) 

3

tg

x

d) 

1

ctg

x

 
 

background image

Materiały pomocnicze dla studentów 

Wprowadzenie do matematyki 

 
© Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie 

 

63 

Zadania do samodzielnego rozwiązania 

 
zad. 1) Wiedząc, że 

2

tg

 obliczyć wartości pozostałych  funkcji trygonometrycznych  dla 

2

3

,

 
Odpowiedź:  

2

1

ctg

,

5

5

cos

,

5

5

2

sin

x

x

x

 

zad. 2) Obliczyć 

 

x

2

sin

 wiedząc, że 

25

24

s i n

x

 i 

,

2

x

 
Odpowiedź:  

625

336

 
zad. 3) Rozwiązać równania:  

a) 

]

2

,

2

[

,

2

2

cos

x

x

,  

b) 

1

)

3

(

tg

x

,  

c) 

1

3

2

cos

 

x







2

3

,

2

x

 
Odpowiedź:  

a) 

4

7

,

4

3

,

4

3

,

4

7

x

,  

b) 

Z

k

k

x

,

3

12

,  

c) 

6

5

x

.  

 
zad. 4) Rozwiązać równania:  

a) 

0

1

sin

sin

2

2

x

x

,  

b) 

0

3

cos

3

sin

2

x

x

,  

c) 

x

x

ctg

3

ctg

3

)

,

0

(

x

d) 

3

2

3

sin

2

2

x

,  

e) 

 

 

]

,

[

,

0

1

2

sin

2

cos

x

x

x

 
Odpowiedź:   

a) 

Z

k

k

x

k

x

k

x

,

2

6

5

2

6

2

2

,  

b) 

Z

k

k

x

,

)

1

2

(

,   

background image

Materiały pomocnicze dla studentów 

Wprowadzenie do matematyki 

 
© Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie 

 

64 

c) 

6

5

,

2

,

6

x

,  

d) 

Z

k

k

x

,

e) 

2

,

4

,

2

,

4

3

x

 
zad. 5) Dla jakich wartości parametru 

R

m

 równanie:  

a) 

m

x

2

)

3

cos (

,  

b) 

0

1

sin

4

)

sin

1

(

2

x

m

x

m

 ma rozwiązania? 

 
Odpowiedź:  

a) 

)

,

2

[

]

2

,

(



m

,  

b) 

)

,

2

[

2

1

,

0





m

 
zad. 6) Rozwiązać nierówności: 

a) 

2

3

s in

x

,  

b) 

2

1

cos

x

c) 

3

3

x

tg

d) 

3

x

ctg

 
Odpowiedź: 

a) 





k

k

x

2

3

2

,

2

3

Z

k

b) 

k

k

x

2

3

5

,

2

3

Z

k

c) 



k

k

x

6

,

2

Z

k

d) 

k

k

x

3

2

,

Z

k