Задача на нахождение декартовых координат
Тема : «Тригонометрические функции»
Урок №2 « Числовая окружность»
Цели урока: 1. Показать соответствие каждому действительному числу единственной точке на окружности.
Дать определение функциям синус, косинус, тангенс и котангенс.
Мы рассматриваем числовую окружность с центром в начале координат, и началом отсчета в точке , как показано на рисунке 1.
Рис. 1. Числовая окружность
Каждому действительному числу соответствует единственная точка на этой окружности ( рис. 1).
Каждая точка имеет единственную пару декартовых координат: абсциссу и ординату (рис. 1). Имеем действительное число , по нему находим единственную точку на окружности , а эта единственная точка на окружности имеет единственную пару декартовых координат .
Таким образом, каждому действительному числу сопоставляется два числа и . Имеем функции и .
Далее этим функциям будут даны специальные названия и . С каждой функцией связано две основные задачи.
Прямая задача
По заданному найти значение функции и .
Обратная задача
По заданному значению зависимой переменной или найти все соответствующие значения аргумента . То есть найти множество всех значений аргумента, при которых зависимая переменная достигает заданного значения. Обратная задача имеет бесчисленное множество решений.
Решение вида t+2πn;
Числам соответствует одна и та же единственная точка на окружности, то есть .
|
|
Почему же точкам и соответствует одна и та же точка на окружности?
Потому, что – длина единичной окружности. Ведь длина окружности , так как . Сделав полный оборот, из точки мы снова попадаем в точку . Число далее будет называться наименьшим положительным периодом функции и .
Рассмотрим еще один пример. Пусть точка соответствует на циферблате числу 1, и часовая стрелка указала на эту точку числа , то есть на 1, один час. Но если мы находимся в комнате без окон, то мы не сможем определить, что это, час дня или час ночи. Этот пример иллюстрирует неоднозначность решения обратной задачи.
Задача 1.
Дано действительное .
Найти: место расположения точки и ее декартовы координаты и .
Рис. 2. Первый способ нахождения точки
Решение
Точку можно найти несколькими способами.
Первый способ нахождения точки M
Дугу равную разделим на 3 равные части (рис. 2). Каждая часть – это . Значит, точка имеет координату , так как .
Второй способ нахождения точки M
Можно использовать формулу длины окружности: . Стало быть, отложим угол и получим точку .
Итак, расположение точки найдено двумя способами.
Рис. 3.Нахождение декартовых координат точки
|
|
Найдем декартовы координаты и . Эти координаты можно найти из прямоугольного треугольника . В нем известна гипотенуза , известен острый угол (рис. 3). Значит, ; .
Ответ: ; .
Задача 2.
Дана точка ; .
Найти: координаты точек , симметричных относительно осей координат и точке .
Решение:
Будет очевидным, если мы каждую дугу разделим на 3 равные части, каждая часть имеет длину , учтем симметрию и в результате получим ответ.
Для точки (рис. 4): ; ; .
Для точки (рис. 4): ; ; .
Для точки (рис. 4): ; ; .
Рис. 4.Координаты симметричных точек относительно осей и относительно центра
Замечание
Криволинейных координат бесчисленное множество. Например, точка . Координата точки ; ; ;
Обратная задача
Дано значение абсциссы .
Найти множество значений аргумента.
Множество значений всех . А именно, решить уравнение . Чтобы решить это уравнение, нужно вспомнить, каким образом по заданному числу мы получали точку и ее декартовы координаты. А именно, мы откладывали дугу, отмечали точку на окружности. Затем опускали перпендикуляры и получали декартовы координаты.
Здесь процесс выполняется в обратном направлении. Из точки (рис. 5) в координаты восстанавливаем перпендикуляр к оси и получим две точки и на единичной окружности. Это единственная пара точек на окружности с заданной абсциссой . Теперь нужно определить длину дуги (рис. 5). Рассмотрим треугольник . Гипотенуза – 1, катет – .
|
|
Рис. 5. Построение точки и определение ее декартовых координат
Значит, . Отсюда . И соответствующая дуга . , значит, первая криволинейная координата точки : , а точки : .Все координаты точки , а все координаты точки (рис. 5).
Ответ:
Задача на нахождение декартовых координат
Дано:
Найти: декартовы координаты точки
Решение:
Рис. 6.Точка на окружности
Числам и соответствует одна и та же точка на окружности. Точка – середина дуги (рис. 6). Декартовы координаты ее найдем из , в нем гипотенуза – 1. Известно, что .
Ответ:
Вывод
Мы сформулировали и рассмотрели основные задачи на числовую окружность в координатной плоскости.
Домашнее задание
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 14; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!