Задание 8 проверяет твоё умение работать с алгебраическими и тригонометрическими выражениями. В тригонометрических прототипах этого номера часто встречаются «некрасивые» углы: 136∘, 1211π, 87π. Их нет в стандартной таблице, и посчитать их напрямую нельзя.
Суть этих задач всегда одна: нужно применить формулу, которая превратит плохой угол в хороший. В 90% случаев это формулы двойного угла, иногда подключаются формулы приведения и основное тригонометрическое тождество.
Основные формулы
Для уверенного решения тебе нужны четыре группы формул: основное тождество, формулы двойного угла, формулы понижения степени и формулы приведения. На окружность опираются все они, поэтому держи её перед глазами.
Формулы двойного угла - главный инструмент этой темы. Запомни все три формы записи для косинуса: на ЕГЭ проверяют каждую из них.
Иногда удобнее смотреть на формулы косинуса двойного угла с другой стороны - это формулы понижения степени. Они помогают избавиться от квадратов.
Чтобы сводить большие и нестандартные углы к первой четверти, используются формулы приведения. Их не нужно учить наизусть - достаточно понимать логику по окружности.
Алгоритм решения
Примеры решения
Разберём три типичных сюжета, которые встречаются на ЕГЭ: вынесение за скобку до косинуса двойного угла, разность квадратов и работа с дополнительными углами.
Пример 1. Косинус двойного угла через один квадрат
Условие:
Найди значение выражения
83cos2127π−43
Находим связь между углами
Угол 127π не табличный. Но если умножить его на 2, получится 67π - уже известный угол. Значит, нужна формула двойного угла.
Выносим множитель за скобку
Вынеси за скобку множитель 43, чтобы получить чистую формулу:
43(2cos2127π−1)
Сворачиваем по формуле двойного угла
Выражение в скобках - это косинус двойного угла в форме cos2α=2cos2α−1. Сверни:
2cos2127π−1=cos(2⋅127π)=cos67π
Вычисляем значение по четверти
Найди значение cos67π. Угол 67π=π+6π лежит в III четверти - косинус там отрицательный:
cos67π=−23
Подставляем и считаем
43⋅(−23)=−24⋅3=−6
Ответ:−6
Пример 2. Разность квадратов
Условие:
Найди значение выражения
52cos2813π−52sin2813π
Выносим общий множитель
Аргумент 813π нестандартный. Коэффициенты при cos2 и sin2 равны - это отсылка к разности квадратов. Вынеси общий множитель 52 за скобку:
52(cos2813π−sin2813π)
Сворачиваем разность квадратов
В скобках получилась базовая форма косинуса двойного угла: cos2α−sin2α=cos2α. Умножь угол на 2:
cos(2⋅813π)=cos413π
Отбрасываем полный оборот
Вычисли cos413π. Выдели полный оборот 2π=48π:
413π=48π+45π=2π+45π
Слагаемое 2π отбрасывается благодаря периоду. Угол 45π=π+4π лежит в III четверти, косинус отрицателен:
cos45π=−cos4π=−22
Считаем итоговое значение
Умножь коэффициент на полученное значение:
52⋅(−22)=−25⋅2=−5
Ответ:−5
Пример 3. Дроби и дополнительные углы
Условие:
Найди значение выражения
cos42∘⋅cos48∘12sin84∘
Раскрываем синус двойного угла
Замечаем связь между углами: 84∘ ровно в два раза больше 42∘. Это сигнал для формулы синуса двойного угла. Примени формулу sin2α=2sinαcosα к числителю:
12sin84∘=12⋅2sin42∘⋅cos42∘=24sin42∘⋅cos42∘
Сокращаем дробь
Перепиши дробь:
cos42∘⋅cos48∘24sin42∘⋅cos42∘
Сократи cos42∘ (он не равен нулю, ведь 42∘ не попадает на ось Oy):
cos48∘24sin42∘
Применяем формулу приведения
Теперь нужно избавиться от оставшихся функций. Сумма углов 42∘+48∘=90∘ - это сигнал формулы приведения cos(90∘−α)=sinα:
cos48∘=cos(90∘−42∘)=sin42∘
Получаем ответ
Подставь в дробь:
sin42∘24sin42∘=24
Ответ:24
Частые ошибки
Что запомнить
Если видишь странный угол с π и знаменателем 8 или 12 - это почти всегда задача на удвоение угла.
Выноси за скобку числовой коэффициент целиком, чтобы внутри осталась ровно формула один в один из справочника.
Если в дроби даны углы в градусах, ищи те, сумма которых равна 90∘: одна функция легко превратится в другую и сократится.
Знак функции всегда определяй по четверти исходного аргумента, а не «интуитивно по таблице».
Если радианы пугают, переведи их в градусы, подставив π=180∘: например, 87π=157,5∘, и станет понятно, что угол лежит во II четверти.
Стратегия на экзамене
Проверь себя
Какая из записей является верной формой косинуса двойного угла?