Đề bài

Nêu nhận xét về vị trí của hai điểm M, M’ đối với trục Oy. Từ đó nêu các mối quan hệ giữa \(\sin \alpha \) và \(\sin \left( {{{180}^o} - \alpha } \right)\), giữa \(\cos \alpha \) và  \(\cos \left( {{{180}^o} - \alpha } \right)\).

Phương pháp giải

Nhận xét vị trí của M và M’ trong mỗi trường hợp: \(\alpha  = {90^o};\;\alpha  < {90^o};\;\alpha  > {90^o}.\)

Khi \({0^o} < \alpha  < {90^o}\): \(\cos \alpha ,\;\sin \alpha \) tương ứng là hoành độ và tung độ của điểm M.

Lời giải của GV Loigiaihay.com

M, M’ là hai điểm trên nửa đường tròn đơn vị tương ứng với hai góc \(\alpha \) và \({180^o} - \alpha \).

Giả sử \(M\left( {{x_0};{y_o}} \right)\). Khi đó \(\cos \alpha  = {x_0};\;\;\sin \alpha  = {y_o}\)

Trường hợp 1:  \(\alpha  = {90^o}\)

Khi đó \(\alpha  = {180^o} - \alpha  = {90^o}\)

Tức là M và M’ lần lượt trùng nhau và trùng với B.

Và  \(\left\{ \begin{array}{l}\cos \alpha  =  - \cos \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) = 0;\\\sin \alpha  = \sin \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) = \sin {90^o} = 1.\\\cot \alpha  = 0\end{array} \right.\)

Không tồn tại \(\tan \alpha \) với \(\alpha  = {90^o}\)

Trường hợp 2: \(\alpha  < {90^o} \Rightarrow {180^o} - \alpha  > {90^o}\)

M nằm bên phải trục tung

M’ nằm bên trái trục tung

Dễ thấy: \(\widehat {M'OC} = {180^o} - \widehat {xOM'} = {180^o} - \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) = \alpha  = \widehat {xOM}\)

\( \Rightarrow \widehat {M'OB} = {90^o} - \widehat {M'OC} = {90^o} - \widehat {MOA} = \widehat {MOB}\)

Xét tam giác \(M'OB\) và tam giác \(MOB\)  ta có:

\(OM = OM'\)

\(\widehat {M'OB} = \widehat {MOB}\)

OB chung

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \Delta MOB = \Delta M'OB\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}OM = OM'\\BM = BM'\end{array} \right.\end{array}\)

Hay OB là trung trực của đoạn thẳng MM’.

Nói cách khác M và M’ đối xứng với nhau qua trục tung.

Mà \(M\left( {{x_0};{y_o}} \right)\) nên \(M'\left( { - {x_0};{y_o}} \right)\)

\(\begin{array}{l}\cos \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) =  - {x_0} =  - \cos \alpha ;\\\sin \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) = {y_o} = \sin \alpha .\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\tan \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) =  - \tan \alpha \\\cot \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) =  - \cot \alpha \end{array} \right.\end{array}\)

Trường hợp 3: \(\alpha  > {90^o} \Rightarrow {180^o} - \alpha  < {90^o}\)

Khi đó M nằm bên trái trục tung và M’ nằm bên phải trục tung.

Tương tự ta cũng chứng minh được M và M’ đối xứng với nhau qua trục tung.

Như vậy

\(\begin{array}{l}\cos \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) =  - {x_0} =  - \cos \alpha ;\\\sin \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) = {y_o} = \sin \alpha .\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\tan \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) =  - \tan \alpha \\\cot \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) =  - \cot \alpha \end{array} \right.\end{array}\)

Kết luận: Với mọi \({0^o} < \alpha  < {180^o}\), ta luôn có

\(\begin{array}{l}\cos \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) =  - \cos \alpha ;\\\sin \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) = \sin \alpha .\\\tan \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) =  - \tan \alpha \;\;\;(\alpha  \ne {90^o})\\\cot \left( {{{180}^o} - \alpha } \right) =  - \cot \alpha \end{array}\)