Langkau ke kandungan
spmaddmath.com.my
Tuisyen

Belajar

SilibusRumusKaedahPeperiksaan & KertasAlatan
LokasiHargaBlogGuru KamiHubungi
MS

Contoh kerja · Fungsi Trigonometri

Fungsi Trigonometri, Contoh Kerja (KBAT)

Contoh Fungsi Trigonometri sukar ini menggabungkan dua idea dalam setiap satu: menulis 3sin⁡x+4cos⁡x3\sin x+4\cos x sebagai Rsin⁡(x+α)R\sin(x+\alpha) dan menggunakannya untuk menyelesaikan persamaan, menggantikan cos⁡2x\cos 2x dengan bentuk sudut berganda untuk menjadikan persamaan sebagai kuadratik, serta membukti sin⁡2θ1+cos⁡2θ=tan⁡θ\dfrac{\sin 2\theta}{1+\cos 2\theta}=\tan\theta kemudian menggunakannya untuk menunjukkan tan⁡15∘=2−3\tan 15^{\circ}=2-\sqrt{3}. Cuba setiap satu di atas kertas dahulu, kemudian semak setiap baris dengan penyelesaian penuh kami.

Apa yang diliputi contoh ini

Contoh Fungsi Trigonometri sukar ini meminta anda menggabungkan dua kemahiran dalam satu soalan, iaitu tepat yang diberi ganjaran oleh markah yang lebih sukar. Yang pertama membina bentuk R: padankan 3sin⁡x+4cos⁡x3\sin x+4\cos x dengan Rsin⁡(x+α)R\sin(x+\alpha) menggunakan rumus sudut majmuk, kemudian gunakan sinus tunggal itu untuk menyelesaikan persamaan, kehalusannya ialah mengalihkan julat sebanyak α\alpha sebelum membaca penyelesaian.

Yang kedua menukar cos⁡2x+sin⁡x=0\cos 2x+\sin x=0 kepada kuadratik dengan memilih bentuk cos⁡2A\cos 2A yang ditulis dalam sinus sahaja, satu keputusan kecil yang membuka seluruh masalah. Yang ketiga membukti identiti sudut berganda dan kemudian menggunakannya dengan nilai surd tepat untuk menghasilkan tan⁡15∘=2−3\tan 15^{\circ}=2-\sqrt{3}, satu kaitan bergaya KBAT antara pembuktian dan nilai tepat.

Nombor kekal kemas supaya penaakulan kelihatan. Gunakan set ini dengan jujur: tutup penyelesaian, cuba setiap satu sepenuhnya, dan barulah semak baris demi baris, langkah tempat kerja anda bercapah daripada kami itulah tempat pembelajaran berada.

Contoh kerja

Kerjakan ketiga-tiganya. Ini lebih panjang, jadi rancang sebelum menulis: namakan dua idea yang digabungkan oleh soalan, sediakan yang pertama dengan kemas, dan biarkan ia menyuap yang kedua.

Cuba setiap satu sepenuhnya sebelum membaca penyelesaian kami.

Satu amaran terpakai bagi setiap soalan sukar di sini: identiti yang anda sandarkan ialah yang tercetak dalam senarai rumus peperiksaan, tetapi menyusun semulanya ialah tanggungjawab anda. Senarai memberi sin⁡(A+B)\sin(A+B), cos⁡2A\cos 2A dalam tiga bentuk setaranya, dan selebihnya, namun ia tidak memberitahu anda untuk kuasa-dua-dan-tambah bagi RR, untuk mengalihkan julat sebanyak α\alpha, atau bentuk cos⁡2A\cos 2A yang mana untuk dipilih.

Anggap senarai itu sebagai rak alat, bukan resipi. Baca soalan sekali untuk menentukan alat yang sesuai, tulis keputusan itu sebagai baris pertama anda, dan barulah mulakan algebra; tabiat tunggal itu menukar kebanyakan trigonometri jalur teratas daripada tekaan kepada rutin.

Q1[6 marks]

Ungkapkan 3sin⁡x+4cos⁡x3\sin x+4\cos x dalam bentuk Rsin⁡(x+α)R\sin(x+\alpha), dengan R>0R>0 dan 0∘<α<90∘0^{\circ}<\alpha<90^{\circ}. Seterusnya selesaikan 3sin⁡x+4cos⁡x=2.53\sin x+4\cos x=2.5 untuk 0∘≤x≤360∘0^{\circ}\le x\le 360^{\circ}, berikan xx betul kepada dua tempat perpuluhan.

Show worked solution

Kembangkan bentuk sasaran dengan rumus sudut majmuk bagi sinus:

Given in the exam
sin⁡(A+B)=sin⁡Acos⁡B+cos⁡Asin⁡B\sin(A+B)=\sin A\cos B+\cos A\sin B

Jadi Rsin⁡(x+α)=Rsin⁡xcos⁡α+Rcos⁡xsin⁡αR\sin(x+\alpha)=R\sin x\cos\alpha+R\cos x\sin\alpha. Padankan pekali sin⁡x\sin x dan cos⁡x\cos x terhadap 3sin⁡x+4cos⁡x3\sin x+4\cos x:

Rcos⁡α=3,Rsin⁡α=4R\cos\alpha=3,\qquad R\sin\alpha=4

Kuasa duakan dan tambah dua persamaan itu; sebelah kanan mengecut kerana cos⁡2α+sin⁡2α=1\cos^{2}\alpha+\sin^{2}\alpha=1:

R2cos⁡2α+R2sin⁡2α=32+42 ⇒ R2=25 ⇒ R=5R^{2}\cos^{2}\alpha+R^{2}\sin^{2}\alpha=3^{2}+4^{2}\ \Rightarrow\ R^{2}=25\ \Rightarrow\ R=5

Bahagikan dua persamaan itu untuk membuang RR dan mencari α\alpha:

Rsin⁡αRcos⁡α=tan⁡α=43 ⇒ α=53.13∘\dfrac{R\sin\alpha}{R\cos\alpha}=\tan\alpha=\dfrac{4}{3}\ \Rightarrow\ \alpha=53.13^{\circ}

Kedua-dua Rcos⁡αR\cos\alpha dan Rsin⁡αR\sin\alpha positif, jadi α\alpha berada dalam sukuan pertama, konsisten dengan 0∘<α<90∘0^{\circ}<\alpha<90^{\circ}. Oleh itu ungkapannya ialah:

3sin⁡x+4cos⁡x=5sin⁡(x+53.13∘)3\sin x+4\cos x=5\sin(x+53.13^{\circ})

Sekarang gunakannya untuk menyelesaikan persamaan. Gantikan sebelah kiri dan asingkan sinus:

5sin⁡(x+53.13∘)=2.5 ⇒ sin⁡(x+53.13∘)=0.55\sin(x+53.13^{\circ})=2.5\ \Rightarrow\ \sin(x+53.13^{\circ})=0.5

Biarkan u=x+53.13∘u=x+53.13^{\circ}. Apabila xx bergerak dari 0∘0^{\circ} ke 360∘360^{\circ}, uu bergerak dari 53.13∘53.13^{\circ} ke 413.13∘413.13^{\circ}.

Selesaikan sin⁡u=0.5\sin u=0.5 dalam julat itu; sudut asas ialah 30∘30^{\circ} dan sinus positif dalam sukuan pertama dan kedua, memberi calon 30∘, 150∘, 390∘30^{\circ},\ 150^{\circ},\ 390^{\circ}. Simpan hanya yang berada dalam [53.13∘,413.13∘][53.13^{\circ},413.13^{\circ}]:

u=150∘atauu=390∘u=150^{\circ}\quad\text{atau}\quad u=390^{\circ}

Calon u=30∘u=30^{\circ} berada di bawah 53.13∘53.13^{\circ}, jadi ia dibuang. Tolak 53.13∘53.13^{\circ} daripada setiap nilai yang tinggal untuk mendapatkan semula xx:

x=150∘−53.13∘=96.87∘ataux=390∘−53.13∘=336.87∘x=150^{\circ}-53.13^{\circ}=96.87^{\circ}\quad\text{atau}\quad x=390^{\circ}-53.13^{\circ}=336.87^{\circ}

Jawapan

R=5R=5, α=53.13∘\alpha=53.13^{\circ}, jadi 3sin⁡x+4cos⁡x=5sin⁡(x+53.13∘)3\sin x+4\cos x=5\sin(x+53.13^{\circ}); dan x=96.87∘x=96.87^{\circ} atau x=336.87∘x=336.87^{\circ}. Semakan penggantian pada x=96.87∘x=96.87^{\circ}: 3sin⁡96.87∘+4cos⁡96.87∘≈3(0.9928)+4(−0.1194)≈2.98−0.48=2.503\sin 96.87^{\circ}+4\cos 96.87^{\circ}\approx3(0.9928)+4(-0.1194)\approx2.98-0.48=2.50.

Q2[5 marks]

Selesaikan cos⁡2x+sin⁡x=0\cos 2x+\sin x=0 untuk 0∘≤x≤360∘0^{\circ}\le x\le 360^{\circ}.

Show worked solution

Dua sebutan menggunakan sudut berbeza, 2x2x dan xx, jadi ia belum boleh digabungkan. Tulis semula cos⁡2x\cos 2x menggunakan bentuk sudut berganda yang ditulis semata-mata dalam sinus, supaya seluruh persamaan dalam sin⁡x\sin x:

Given in the exam
cos⁡2A=1−2sin⁡2A\cos 2A=1-2\sin^{2}A

Gantikan cos⁡2x=1−2sin⁡2x\cos 2x=1-2\sin^{2}x ke dalam persamaan:

1−2sin⁡2x+sin⁡x=01-2\sin^{2}x+\sin x=0

Darab keseluruhannya dengan −1-1 dan susun sebagai kuadratik dalam sin⁡x\sin x:

2sin⁡2x−sin⁡x−1=02\sin^{2}x-\sin x-1=0

Faktorkan dengan s=sin⁡xs=\sin x:

(2s+1)(s−1)=0 ⇒ sin⁡x=−12 atau sin⁡x=1(2s+1)(s-1)=0\ \Rightarrow\ \sin x=-\dfrac{1}{2}\ \text{atau}\ \sin x=1

Untuk sin⁡x=−12\sin x=-\dfrac{1}{2}: sudut asas ialah 30∘30^{\circ}, dan sinus negatif dalam sukuan ketiga dan keempat:

x=180∘+30∘=210∘ataux=360∘−30∘=330∘x=180^{\circ}+30^{\circ}=210^{\circ}\quad\text{atau}\quad x=360^{\circ}-30^{\circ}=330^{\circ}

Untuk sin⁡x=1\sin x=1: sinus mencapai nilai terbesarnya sekali dalam satu pusingan penuh:

x=90∘x=90^{\circ}

Jawapan

x=90∘, 210∘, 330∘x=90^{\circ},\ 210^{\circ},\ 330^{\circ}. Semak x=210∘x=210^{\circ}: cos⁡420∘=cos⁡60∘=12\cos 420^{\circ}=\cos 60^{\circ}=\dfrac{1}{2} dan sin⁡210∘=−12\sin 210^{\circ}=-\dfrac{1}{2}, jadi cos⁡2x+sin⁡x=12−12=0\cos 2x+\sin x=\dfrac{1}{2}-\dfrac{1}{2}=0.

Memilih cos⁡2A=1−2sin⁡2A\cos 2A=1-2\sin^{2}A dan bukan versi lain itulah yang mengekalkan persamaan dalam satu nisbah.

Q3[6 marks]

(a) Buktikan bahawa sin⁡2θ1+cos⁡2θ=tan⁡θ\dfrac{\sin 2\theta}{1+\cos 2\theta}=\tan\theta. (b) Seterusnya, dengan membiarkan θ=15∘\theta=15^{\circ}, tunjukkan bahawa tan⁡15∘=2−3\tan 15^{\circ}=2-\sqrt{3}.

Show worked solution

(a) Gantikan setiap sudut berganda dengan rumus. Bagi pengangka guna sin⁡2θ=2sin⁡θcos⁡θ\sin 2\theta=2\sin\theta\cos\theta; bagi penyebut pilih versi cos⁡2θ\cos 2\theta yang menjadikan 1+cos⁡2θ1+\cos 2\theta mengecut kepada satu kuasa dua:

Given in the exam
sin⁡2A=2sin⁡Acos⁡A\sin 2A=2\sin A\cos A
Given in the exam
cos⁡2A=2cos⁡2A−1\cos 2A=2\cos^{2}A-1

Dengan pilihan itu, 1+cos⁡2θ=1+(2cos⁡2θ−1)=2cos⁡2θ1+\cos 2\theta=1+(2\cos^{2}\theta-1)=2\cos^{2}\theta. Gantikan kedua-dua keputusan ke dalam sebelah kiri:

LHS=2sin⁡θcos⁡θ2cos⁡2θ\text{LHS}=\dfrac{2\sin\theta\cos\theta}{2\cos^{2}\theta}

Batalkan faktor sepunya 2cos⁡θ2\cos\theta:

=sin⁡θcos⁡θ=tan⁡θ=RHS=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}=\tan\theta=\text{RHS}

(b) Letakkan θ=15∘\theta=15^{\circ}, jadi 2θ=30∘2\theta=30^{\circ}. Sebelah kanan menjadi tan⁡15∘\tan 15^{\circ}, dan sebelah kiri menggunakan nilai tepat sin⁡30∘=12\sin 30^{\circ}=\dfrac{1}{2} dan cos⁡30∘=32\cos 30^{\circ}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}:

tan⁡15∘=sin⁡30∘1+cos⁡30∘=121+32\tan 15^{\circ}=\dfrac{\sin 30^{\circ}}{1+\cos 30^{\circ}}=\dfrac{\tfrac{1}{2}}{1+\tfrac{\sqrt{3}}{2}}

Tulis penyebut sebagai satu pecahan 2+32\dfrac{2+\sqrt{3}}{2}, kemudian bahagikan pecahan:

=122+32=12+3=\dfrac{\tfrac{1}{2}}{\tfrac{2+\sqrt{3}}{2}}=\dfrac{1}{2+\sqrt{3}}

Nyahsurdkan dengan mendarab pengangka dan penyebut dengan konjugat 2−32-\sqrt{3}:

=2−3(2+3)(2−3)=2−34−3=2−3=\dfrac{2-\sqrt{3}}{(2+\sqrt{3})(2-\sqrt{3})}=\dfrac{2-\sqrt{3}}{4-3}=2-\sqrt{3}

Jawapan

Identiti sah kerana sebelah kiri dipermudahkan kepada tan⁡θ\tan\theta; dan dengan θ=15∘\theta=15^{\circ} ia memberi tan⁡15∘=2−3\tan 15^{\circ}=2-\sqrt{3}. Semakan berangka: 2−3≈2−1.7321=0.26792-\sqrt{3}\approx2-1.7321=0.2679, sepadan dengan tan⁡15∘\tan 15^{\circ} pada kalkulator.

Q4[6 marks]

Diberi bahawa sin⁡A=35\sin A=\dfrac{3}{5}, dengan AA ialah sudut cakah, dan cos⁡B=1213\cos B=\dfrac{12}{13}, dengan BB ialah sudut tirus. Tanpa menggunakan kalkulator, cari nilai tepat bagi (a) cos⁡(A+B)\cos(A+B), (b) tan⁡(A−B)\tan(A-B).

Show worked solution

Lakarkan sukuan bagi setiap sudut dahulu. Oleh sebab AA sudut cakah, cos⁡A\cos A negatif; oleh sebab BB sudut tirus, sin⁡B\sin B positif.

Gunakan sin⁡2θ+cos⁡2θ=1\sin^{2}\theta+\cos^{2}\theta=1 untuk mencari nisbah yang belum diketahui.

cos⁡A=−1−(35)2=−45sin⁡B=1−(1213)2=513\cos A=-\sqrt{1-\left(\dfrac{3}{5}\right)^{2}}=-\dfrac{4}{5}\qquad \sin B=\sqrt{1-\left(\dfrac{12}{13}\right)^{2}}=\dfrac{5}{13}

(a) Kembangkan cos⁡(A+B)\cos(A+B) dengan rumus sudut majmuk dan gantikan keempat-empat nisbah:

cos⁡(A+B)=cos⁡Acos⁡B−sin⁡Asin⁡B\cos(A+B)=\cos A\cos B-\sin A\sin B
=(−45)(1213)−(35)(513)=−4865−1565=−6365=\left(-\dfrac{4}{5}\right)\left(\dfrac{12}{13}\right)-\left(\dfrac{3}{5}\right)\left(\dfrac{5}{13}\right)=-\dfrac{48}{65}-\dfrac{15}{65}=-\dfrac{63}{65}

(b) Bagi tan⁡(A−B)\tan(A-B), tukar dahulu kedua-dua nisbah kepada tangen:

tan⁡A=3/5−4/5=−34tan⁡B=5/1312/13=512\tan A=\dfrac{3/5}{-4/5}=-\dfrac{3}{4}\qquad \tan B=\dfrac{5/13}{12/13}=\dfrac{5}{12}

Gantikan ke dalam rumus tolak tangen:

tan⁡(A−B)=tan⁡A−tan⁡B1+tan⁡Atan⁡B=−34−5121+(−34)(512)=−761116=−5633\tan(A-B)=\dfrac{\tan A-\tan B}{1+\tan A\tan B}=\dfrac{-\tfrac{3}{4}-\tfrac{5}{12}}{1+\left(-\tfrac{3}{4}\right)\left(\tfrac{5}{12}\right)}=\dfrac{-\tfrac{7}{6}}{\tfrac{11}{16}}=-\dfrac{56}{33}

Jawapan

cos⁡(A+B)=−6365\cos(A+B)=-\dfrac{63}{65} dan tan⁡(A−B)=−5633\tan(A-B)=-\dfrac{56}{33}. Semakan munasabah: A≈143.13∘A\approx143.13^{\circ} dan B≈22.62∘B\approx22.62^{\circ}, jadi A+B≈165.75∘A+B\approx165.75^{\circ} (sukuan kedua, kosinus negatif) dan A−B≈120.51∘A-B\approx120.51^{\circ} (sukuan kedua, tangen negatif), kedua-dua tanda sepadan.

Q5[6 marks]

Selesaikan 2sec⁡2x−tan⁡x=82\sec^{2}x-\tan x=8 untuk 0∘≤x≤360∘0^{\circ}\le x\le 360^{\circ}.

Show worked solution

Kedua-dua sebutan perlu ditulis dalam tan⁡x\tan x sahaja. Gantikan sec⁡2x\sec^{2}x menggunakan identiti yang mengaitkannya dengan tan⁡x\tan x:

1+tan⁡2x=sec⁡2x1+\tan^{2}x=\sec^{2}x

Gantikan sec⁡2x=1+tan⁡2x\sec^{2}x=1+\tan^{2}x ke dalam persamaan:

2(1+tan⁡2x)−tan⁡x=82(1+\tan^{2}x)-\tan x=8

Kembangkan dan susun sebagai kuadratik dalam tan⁡x\tan x:

2tan⁡2x−tan⁡x−6=02\tan^{2}x-\tan x-6=0

Selesaikan dengan rumus kuadratik, biarkan t=tan⁡xt=\tan x:

t=1±1+484=1±74 ⇒ tan⁡x=2 atau tan⁡x=−1.5t=\dfrac{1\pm\sqrt{1+48}}{4}=\dfrac{1\pm7}{4}\ \Rightarrow\ \tan x=2\ \text{atau}\ \tan x=-1.5

Untuk tan⁡x=2\tan x=2 (positif, sukuan pertama dan ketiga), sudut asas ialah 63.43∘63.43^{\circ}:

x=63.43∘ataux=180∘+63.43∘=243.43∘x=63.43^{\circ}\quad\text{atau}\quad x=180^{\circ}+63.43^{\circ}=243.43^{\circ}

Untuk tan⁡x=−1.5\tan x=-1.5 (negatif, sukuan kedua dan keempat), sudut asas ialah 56.31∘56.31^{\circ}:

x=180∘−56.31∘=123.69∘ataux=360∘−56.31∘=303.69∘x=180^{\circ}-56.31^{\circ}=123.69^{\circ}\quad\text{atau}\quad x=360^{\circ}-56.31^{\circ}=303.69^{\circ}

Jawapan

x=63.43∘, 123.69∘, 243.43∘, 303.69∘x=63.43^{\circ},\ 123.69^{\circ},\ 243.43^{\circ},\ 303.69^{\circ}. Semak pada x=63.43∘x=63.43^{\circ}: tan⁡x=2\tan x=2, sec⁡2x=1+4=5\sec^{2}x=1+4=5, jadi 2(5)−2=82(5)-2=8.

Empat penyelesaian dijangka kerana kuadratik memberi dua nilai tan⁡x\tan x, dan setiap tanda tan⁡x\tan x sepadan dengan dua sukuan dalam satu pusingan penuh.

Q6[5 marks]

(a) Dengan menggunakan rumus sudut majmuk, tunjukkan bahawa sin⁡75∘=6+24\sin 75^{\circ}=\dfrac{\sqrt6+\sqrt2}{4}. (b) Seterusnya, tanpa menggunakan kalkulator, cari nilai tepat cos⁡165∘\cos 165^{\circ}.

Show worked solution

(a) Tulis 75∘75^{\circ} sebagai hasil tambah dua sudut yang nisbah tepatnya diketahui:

75∘=45∘+30∘75^{\circ}=45^{\circ}+30^{\circ}

Kembangkan dengan rumus sudut majmuk bagi sinus dan gantikan nilai tepat sin⁡45∘=cos⁡45∘=22\sin45^{\circ}=\cos45^{\circ}=\dfrac{\sqrt2}{2}, sin⁡30∘=12\sin30^{\circ}=\dfrac{1}{2}, cos⁡30∘=32\cos30^{\circ}=\dfrac{\sqrt3}{2}:

sin⁡75∘=sin⁡45∘cos⁡30∘+cos⁡45∘sin⁡30∘=22⋅32+22⋅12\sin75^{\circ}=\sin45^{\circ}\cos30^{\circ}+\cos45^{\circ}\sin30^{\circ}=\dfrac{\sqrt2}{2}\cdot\dfrac{\sqrt3}{2}+\dfrac{\sqrt2}{2}\cdot\dfrac{1}{2}
=64+24=6+24=\dfrac{\sqrt6}{4}+\dfrac{\sqrt2}{4}=\dfrac{\sqrt6+\sqrt2}{4}

(b) 165∘=180∘−15∘165^{\circ}=180^{\circ}-15^{\circ}, jadi gunakan simetri sukuan kedua cos⁡(180∘−θ)=−cos⁡θ\cos(180^{\circ}-\theta)=-\cos\theta:

cos⁡165∘=cos⁡(180∘−15∘)=−cos⁡15∘\cos165^{\circ}=\cos(180^{\circ}-15^{\circ})=-\cos15^{\circ}

Kaitkan cos⁡15∘\cos15^{\circ} dengan keputusan (a) menggunakan sudut pelengkap cos⁡(90∘−θ)=sin⁡θ\cos(90^{\circ}-\theta)=\sin\theta:

cos⁡15∘=cos⁡(90∘−75∘)=sin⁡75∘=6+24\cos15^{\circ}=\cos(90^{\circ}-75^{\circ})=\sin75^{\circ}=\dfrac{\sqrt6+\sqrt2}{4}
∴ cos⁡165∘=−6+24\therefore\ \cos165^{\circ}=-\dfrac{\sqrt6+\sqrt2}{4}

Jawapan

sin⁡75∘=6+24\sin75^{\circ}=\dfrac{\sqrt6+\sqrt2}{4} dan cos⁡165∘=−6+24\cos165^{\circ}=-\dfrac{\sqrt6+\sqrt2}{4}. Semakan munasabah: 6+24≈0.9659\dfrac{\sqrt6+\sqrt2}{4}\approx0.9659, dan 165∘165^{\circ} hampir kepada 180∘180^{\circ}, tempat kosinus hampir kepada −1-1, jadi nilai berhampiran −0.97-0.97 adalah munasabah.

Q7[5 marks]

Diberi bahawa cos⁡θ=725\cos\theta=\dfrac{7}{25}, dengan 0∘<θ<90∘0^{\circ}<\theta<90^{\circ}. Dengan menggunakan rumus sudut berganda, cari nilai tepat bagi (a) sin⁡θ2\sin\dfrac{\theta}{2}, (b) tan⁡θ2\tan\dfrac{\theta}{2}.

Show worked solution

(a) Gunakan rumus sudut berganda bagi kosinus pada sudut separuh θ2\dfrac{\theta}{2}, supaya 2×θ2=θ2\times\dfrac{\theta}{2}=\theta:

cos⁡θ=1−2sin⁡2θ2\cos\theta=1-2\sin^{2}\dfrac{\theta}{2}

Gantikan cos⁡θ=725\cos\theta=\dfrac{7}{25} dan susun semula bagi sin⁡2θ2\sin^{2}\dfrac{\theta}{2}:

725=1−2sin⁡2θ2 ⇒ sin⁡2θ2=12(1−725)=925\dfrac{7}{25}=1-2\sin^{2}\dfrac{\theta}{2}\ \Rightarrow\ \sin^{2}\dfrac{\theta}{2}=\dfrac{1}{2}\left(1-\dfrac{7}{25}\right)=\dfrac{9}{25}

Oleh sebab 0∘<θ<90∘0^{\circ}<\theta<90^{\circ}, sudut separuh θ2\dfrac{\theta}{2} terletak antara 0∘0^{\circ} dan 45∘45^{\circ}, iaitu sukuan pertama, jadi sinusnya positif:

sin⁡θ2=35\sin\dfrac{\theta}{2}=\dfrac{3}{5}

(b) Cari cos⁡θ2\cos\dfrac{\theta}{2} dengan identiti Pythagoras, sekali lagi ambil punca positif:

cos⁡θ2=1−925=45\cos\dfrac{\theta}{2}=\sqrt{1-\dfrac{9}{25}}=\dfrac{4}{5}

Bahagikan untuk mendapatkan tangen:

tan⁡θ2=sin⁡θ2cos⁡θ2=3/54/5=34\tan\dfrac{\theta}{2}=\dfrac{\sin\tfrac{\theta}{2}}{\cos\tfrac{\theta}{2}}=\dfrac{3/5}{4/5}=\dfrac{3}{4}

Jawapan

sin⁡θ2=35\sin\dfrac{\theta}{2}=\dfrac{3}{5} dan tan⁡θ2=34\tan\dfrac{\theta}{2}=\dfrac{3}{4}. Semakan munasabah: θ=cos⁡−1(725)≈73.74∘\theta=\cos^{-1}\left(\tfrac{7}{25}\right)\approx73.74^{\circ}, jadi θ2≈36.87∘\dfrac{\theta}{2}\approx36.87^{\circ}, dan sin⁡36.87∘≈0.6\sin36.87^{\circ}\approx0.6, tan⁡36.87∘≈0.75\tan36.87^{\circ}\approx0.75, kedua-duanya sepadan.

Q8[6 marks]

(a) Buktikan bahawa 11−sin⁡θ+11+sin⁡θ=2sec⁡2θ\dfrac{1}{1-\sin\theta}+\dfrac{1}{1+\sin\theta}=2\sec^{2}\theta. (b) Seterusnya, cari semua nilai θ\theta untuk 0∘≤θ≤360∘0^{\circ}\le\theta\le 360^{\circ} yang memenuhi 11−sin⁡θ+11+sin⁡θ=8\dfrac{1}{1-\sin\theta}+\dfrac{1}{1+\sin\theta}=8.

Show worked solution

(a) Gabungkan kedua-dua pecahan di sebelah kiri atas penyebut sepunya:

11−sin⁡θ+11+sin⁡θ=(1+sin⁡θ)+(1−sin⁡θ)(1−sin⁡θ)(1+sin⁡θ)\dfrac{1}{1-\sin\theta}+\dfrac{1}{1+\sin\theta}=\dfrac{(1+\sin\theta)+(1-\sin\theta)}{(1-\sin\theta)(1+\sin\theta)}

Pengangka mengecut kepada 22, dan penyebut ialah beza dua kuasa dua:

=21−sin⁡2θ=\dfrac{2}{1-\sin^{2}\theta}

Gantikan 1−sin⁡2θ1-\sin^{2}\theta dengan cos⁡2θ\cos^{2}\theta menggunakan identiti Pythagoras, kemudian tulis semula sebagai sekan:

=2cos⁡2θ=2sec⁡2θ=RHS=\dfrac{2}{\cos^{2}\theta}=2\sec^{2}\theta=\text{RHS}

(b) Sebelah kiri persamaan baharu itu tepat sama dengan ungkapan yang baru dibuktikan, jadi gantikannya dengan 2sec⁡2θ2\sec^{2}\theta dan selesaikan bagi cos⁡θ\cos\theta:

2sec⁡2θ=8 ⇒ sec⁡2θ=4 ⇒ cos⁡2θ=14 ⇒ cos⁡θ=±122\sec^{2}\theta=8\ \Rightarrow\ \sec^{2}\theta=4\ \Rightarrow\ \cos^{2}\theta=\dfrac{1}{4}\ \Rightarrow\ \cos\theta=\pm\dfrac{1}{2}

Bagi cos⁡θ=12\cos\theta=\dfrac{1}{2} (sukuan pertama dan keempat) dan cos⁡θ=−12\cos\theta=-\dfrac{1}{2} (sukuan kedua dan ketiga), sudut asasnya ialah 60∘60^{\circ} dalam setiap kes:

θ=60∘, 120∘, 240∘, 300∘\theta=60^{\circ},\ 120^{\circ},\ 240^{\circ},\ 300^{\circ}

Jawapan

θ=60∘, 120∘, 240∘, 300∘\theta=60^{\circ},\ 120^{\circ},\ 240^{\circ},\ 300^{\circ}. Semak pada θ=60∘\theta=60^{\circ}: sin⁡60∘=32≈0.866\sin60^{\circ}=\tfrac{\sqrt3}{2}\approx0.866, jadi 11−0.866+11+0.866≈7.46+0.54=8.00\dfrac{1}{1-0.866}+\dfrac{1}{1+0.866}\approx7.46+0.54=8.00, sepadan dengan sebelah kanan.

Setiap satu memberi ganjaran kepada keputusan pertama yang jelas: bentuk sasaran yang mana untuk dipadankan, versi cos⁡2A\cos 2A yang mana untuk digantikan, pasangan sudut berganda yang mana menjadikan penyebut satu kuasa dua. Buat pilihan itu dengan sengaja, tuliskannya, dan soalan sukar terbuka menjadi dua langkah biasa.

Penamat nilai tepat dalam bahagian terakhir menunjukkan bagaimana pembuktian yang baru anda lakukan boleh memberi anda nombor yang tidak dapat diperoleh dengan tangan sebaliknya.

Poin kaedah utama

Tiga contoh ini melatih kemahiran gabungan yang dituntut oleh soalan trigonometri jalur teratas. Ingat poin berikut semasa anda berlatih lebih banyak.

  • Untuk mencari bentuk R, padankan pekali daripada rumus sudut majmuk, kemudian guna R=a2+b2R=\sqrt{a^{2}+b^{2}} dan tan⁡α=ba\tan\alpha=\dfrac{b}{a}; semak tanda meletakkan α\alpha dalam sukuan yang dikehendaki.
  • Semasa menyelesaikan Rsin⁡(x+α)=kR\sin(x+\alpha)=k, alihkan julat sebanyak α\alpha dahulu, selesaikan bagi sudut teralih, kemudian tolak α\alpha untuk mendapatkan semula xx.
  • Pilih bentuk sudut berganda cos⁡2A\cos 2A yang sepadan dengan baki persamaan: guna 1−2sin⁡2A1-2\sin^{2}A untuk persamaan semata-mata dalam sinus, atau 2cos⁡2A−12\cos^{2}A-1 semata-mata dalam kosinus.
  • Dalam pembuktian, memilih cos⁡2θ=2cos⁡2θ−1\cos 2\theta=2\cos^{2}\theta-1 menukar 1+cos⁡2θ1+\cos 2\theta kepada 2cos⁡2θ2\cos^{2}\theta; pilihan cermin menukar 1−cos⁡2θ1-\cos 2\theta kepada 2sin⁡2θ2\sin^{2}\theta.
  • Identiti yang terbukti boleh digunakan dengan nilai tepat (sin⁡30∘=12\sin 30^{\circ}=\tfrac{1}{2}, cos⁡30∘=32\cos 30^{\circ}=\tfrac{\sqrt{3}}{2}) untuk mendapatkan surd seperti tan⁡15∘=2−3\tan 15^{\circ}=2-\sqrt{3}; nyahsurdkan penyebut untuk menamatkan.
  • Kekalkan setiap baris penggantian, dengan pemarkahan analitik, satu baris kaedah yang jelas masih memperoleh markah kaedah walaupun digit akhir tergelincir.

Bagaimana guru membantu

Markah sukar biasanya bergantung pada satu keputusan yang dibuat awal: bentuk mana untuk dipadankan, atau cos⁡2A\cos 2A yang mana untuk digantikan. Pelajar yang meneka sering tersekat di pertengahan; pelajar yang memilihnya dengan sengaja menamatkan dengan kemas.

Dalam kelas satu-dengan-satu, guru kami menjadikan keputusan itu kelihatan, bertanya apa yang penyebut perlu menjadi, atau mengapa julat mesti beralih sebanyak α\alpha, supaya anda belajar memimpin soalan dan bukan mengekorinya. Oleh sebab guru kami berpengalaman, anda bekerja dengan seseorang yang telah menyelesaikan gabungan ini berkali-kali dan boleh menunjukkan laluan yang boleh dipercayai.

Kelas diajar dalam bahasa Inggeris, manakala kertas SPM disediakan dalam bahasa Melayu dan Inggeris, jadi tatatanda kelihatan sama dalam kedua-dua versi.

Dapatkan bantuan 1-ke-1.

Tempah Kelas Percubaan

Soalan lazim

Bagaimana saya mencari RR dan α\alpha dalam bentuk R?

Padankan asin⁡x+bcos⁡xa\sin x+b\cos x dengan sasaran yang dikembangkan menggunakan rumus sudut majmuk, memberi Rcos⁡α=aR\cos\alpha=a dan Rsin⁡α=bR\sin\alpha=b. Kuasa duakan dan tambah untuk R=a2+b2R=\sqrt{a^{2}+b^{2}}; bahagikan untuk tan⁡α=ba\tan\alpha=\dfrac{b}{a}.

Tanda kedua-dua persamaan menetapkan sukuan α\alpha.

Semasa saya menyelesaikan Rsin⁡(x+α)=kR\sin(x+\alpha)=k, mengapa julat mesti dialih?

Anda mula-mula menyelesaikan bagi sudut tergabung u=x+αu=x+\alpha, bukan bagi xx. Alihkan julat yang diberi sebanyak α\alpha, cari setiap uu yang memenuhi sin⁡u=kR\sin u=\tfrac{k}{R} dalam julat teralih, kemudian tolak α\alpha daripada setiap satu.

Penyelesaian di luar julat teralih dibuang.

Versi cos⁡2A\cos 2A yang mana patut saya gantikan?

Pilih versi yang sepadan dengan baki persamaan. Jika sebutan lain dalam sinus, guna cos⁡2A=1−2sin⁡2A\cos 2A=1-2\sin^{2}A; jika dalam kosinus, guna cos⁡2A=2cos⁡2A−1\cos 2A=2\cos^{2}A-1.

Ini mengekalkan persamaan dalam satu nisbah supaya ia difaktorkan sebagai kuadratik.

Bagaimana membukti identiti membantu saya mencari tan⁡15∘\tan 15^{\circ}?

Setelah sin⁡2θ1+cos⁡2θ=tan⁡θ\dfrac{\sin 2\theta}{1+\cos 2\theta}=\tan\theta terbukti, tetapkan θ=15∘\theta=15^{\circ} supaya 2θ=30∘2\theta=30^{\circ}, yang nilai tepatnya anda tahu. Menggantikan sin⁡30∘=12\sin 30^{\circ}=\tfrac{1}{2} dan cos⁡30∘=32\cos 30^{\circ}=\tfrac{\sqrt{3}}{2} serta menyahsurdkan memberi tan⁡15∘=2−3\tan 15^{\circ}=2-\sqrt{3}.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Ditulis oleh Pasukan editorial spmaddmath.com.my.· Kemas kini terakhir 5 September 2026

Sedia untuk bermula?

Tempah Kelas Percubaandari RM50/jam · Percubaan berbayar 1 jam · Balasan hari yang sama
Tempah Kelas PercubaanPercubaan berbayar 1 jam · Balasan hari yang sama