Для решения задач по тригонометрии, когда дано значение одного тригонометрического выражения, важно помнить о тригонометрических тождествах и свойствах функций.
Дано:
[
\sin \alpha = \frac{4}{5}
]
[
90^\circ < \alpha < 180^\circ
]
а) Найдите (\sin 2\alpha):
Для нахождения (\sin 2\alpha) используем формулу двойного угла:
[
\sin 2\alpha = 2 \sin \alpha \cos \alpha
]
Чтобы найти (\cos \alpha), используем основное тригонометрическое тождество:
[
\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1
]
Подставляем данное значение (\sin \alpha = \frac{4}{5}):
[
\left(\frac{4}{5}\right)^2 + \cos^2 \alpha = 1
]
[
\frac{16}{25} + \cos^2 \alpha = 1
]
[
\cos^2 \alpha = 1 - \frac{16}{25} = \frac{9}{25}
]
[
\cos \alpha = \pm \frac{3}{5}
]
Поскольку угол (\alpha) находится во второй четверти ((90^\circ < \alpha < 180^\circ)), косинус в этой четверти отрицателен:
[
\cos \alpha = -\frac{3}{5}
]
Теперь подставляем значения в формулу двойного угла:
[
\sin 2\alpha = 2 \cdot \frac{4}{5} \cdot \left(-\frac{3}{5}\right)
]
[
\sin 2\alpha = 2 \cdot \frac{4 \cdot (-3)}{25} = -\frac{24}{25}
]
б) Найдите (\sin \frac{\alpha}{2}):
Для нахождения (\sin \frac{\alpha}{2}) используем формулу половинного угла:
[
\sin \frac{\alpha}{2} = \pm \sqrt{\frac{1 - \cos \alpha}{2}}
]
Подставляем (\cos \alpha = -\frac{3}{5}):
[
\sin \frac{\alpha}{2} = \pm \sqrt{\frac{1 - \left(-\frac{3}{5}\right)}{2}}
]
[
= \pm \sqrt{\frac{1 + \frac{3}{5}}{2}}
]
[
= \pm \sqrt{\frac{\frac{5}{5} + \frac{3}{5}}{2}}
]
[
= \pm \sqrt{\frac{\frac{8}{5}}{2}}
]
[
= \pm \sqrt{\frac{8}{10}}
]
[
= \pm \sqrt{\frac{4}{5}}
]
[
= \pm \frac{2}{\sqrt{5}}
]
[
= \pm \frac{2\sqrt{5}}{5}
]
Чтобы определить знак, учитываем, что (\alpha) находится во второй четверти, следовательно, (\frac{\alpha}{2}) будет находиться в первой четверти ((45^\circ < \frac{\alpha}{2} < 90^\circ)), где синус положителен:
[
\sin \frac{\alpha}{2} = \frac{2\sqrt{5}}{5}
]
Таким образом, ответы:
а) (\sin 2\alpha = -\frac{24}{25})
б) (\sin \frac{\alpha}{2} = \frac{2\sqrt{5}}{5})