Mục lục bài họcĐang ở d05-b2
← AP Precalculus
0/28 bài đã học xong
Chương 5 · Trigonometric Functions and Sinusoids · Bài 2/4 của chương · bài 18/28 của AP Precalculus

Sine and Cosine on the Unit Circle

Sin và cos trên vòng tròn đơn vị
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

The coordinate definition

Place an angle $\theta$ in standard position. Where its terminal ray meets the unit circle, the point is by definition $(\cos\theta,\ \sin\theta)$: cosine is the $x$-coordinate, sine is the $y$-coordinate. Everything else in the unit follows from this one sentence.

On a circle of radius $r$, the point becomes $(r\cos\theta,\ r\sin\theta)$; conversely, if the terminal ray passes through $(x,y)$ with $r=\sqrt{x^2+y^2}$, then $\cos\theta=\frac{x}{r}$ and $\sin\theta=\frac{y}{r}$.

Special values and signs

The first-quadrant values for $\theta=0,\frac{\pi}{6},\frac{\pi}{4},\frac{\pi}{3},\frac{\pi}{2}$ generate all others through reference angles: find the acute angle to the $x$-axis, take the first-quadrant value, then attach the sign of the quadrant. Signs follow directly from coordinates: sine positive where $y>0$ (quadrants I, II), cosine positive where $x>0$ (quadrants I, IV).

Because the coordinates live on the unit circle, $\sin^2\theta+\cos^2\theta=1$ is just the Pythagorean theorem — and it converts one ratio into the other, up to a sign that the quadrant decides.

Giải thích tiếng Việt

Định nghĩa gốc chỉ có một câu: tia cuối của góc $\theta$ cắt vòng tròn đơn vị tại điểm $(\cos\theta, \sin\theta)$ — cos là hoành độ, sin là tung độ. Toàn bộ chương này là hệ quả của câu đó.

Vòng tròn bán kính $r$: điểm là $(r\cos\theta, r\sin\theta)$. Ngược lại, tia đi qua $(x,y)$ bất kỳ thì $r=\sqrt{x^2+y^2}$, $\cos\theta=\frac{x}{r}$, $\sin\theta=\frac{y}{r}$ — dạng câu "tia qua điểm $(-6,8)$" trong đề chỉ là phép chia này.

Góc tham chiếu: mọi giá trị đặc biệt ngoài góc phần tư I đều lấy từ góc nhọn tạo với trục hoành, rồi gắn dấu theo góc phần tư. Dấu không cần học thuộc bảng: sin dương ở nơi $y$ dương (I, II), cos dương ở nơi $x$ dương (I, IV).

Và vì điểm nằm trên vòng tròn đơn vị, $\sin^2\theta+\cos^2\theta=1$ chỉ là Pythagoras — công cụ đổi từ sin sang cos, với cái dấu do góc phần tư quyết định.

(1, 0) θ (cos θ, sin θ) cos θ < 0 sin θ > 0 I: sin +, cos + III: sin −, cos − IV: sin −, cos +
Cos là hoành độ, sin là tung độ — dấu đọc thẳng từ vị trí điểm. Góc $\theta$ ở đây rơi vào góc phần tư II: điểm cắt nằm bên trái trục tung nên $\cos\theta<0$, nằm trên trục hoành nên $\sin\theta>0$. Hai đoạn gạch đứt chính là hai toạ độ — nhìn thấy được, không phải công thức trừu tượng. Đề AP hay cho dấu của hai tỉ số rồi bắt khoanh vùng góc phần tư, hoặc ngược lại.
Ví dụ — từ một tỉ số và một cái dấu, dựng lại tất cả

Cho $\cos\theta=-\dfrac{8}{17}$ và $\sin\theta<0$. Tìm $\sin\theta$ và cho biết $\theta$ nằm ở góc phần tư nào. Sau đó tính toạ độ điểm ứng với $\theta$ trên vòng tròn bán kính $34$.

Giải.

Khoanh vùng trước, tính sau. $\cos\theta<0$ ⇒ điểm nằm bên trái ($x<0$): góc phần tư II hoặc III. Thêm $\sin\theta<0$ ⇒ nằm dưới ($y<0$): chỉ còn góc phần tư III.

Pythagoras: $\sin^2\theta=1-\left(-\frac{8}{17}\right)^2=1-\frac{64}{289}=\frac{225}{289}$, nên $\sin\theta=\pm\frac{15}{17}$. Góc phần tư III bắt dấu âm: $\sin\theta=-\frac{15}{17}$.

Vòng tròn bán kính $34$: điểm là $(34\cos\theta,\ 34\sin\theta)=\left(34\cdot\left(-\frac{8}{17}\right),\ 34\cdot\left(-\frac{15}{17}\right)\right)=(-16,\,-30)$.

Kiểm nhanh: $(-16)^2+(-30)^2=256+900=1156=34^2$ — điểm đúng nằm trên vòng tròn.

Bẫy hay mất điểm — Căn bậc hai luôn trả về hai dấu, và phương án nhiễu $+\frac{15}{17}$ không bao giờ vắng mặt — phải để góc phần tư quyết định dấu trước khi viết đáp án. Bẫy thứ hai: nhầm thứ tự toạ độ, viết $(\sin\theta,\cos\theta)$ — với góc $\frac{11\pi}{6}$ chẳng hạn, cặp đảo $\left(-\frac12,\frac{\sqrt3}{2}\right)$ được cài sẵn ngay cạnh đáp án đúng $\left(\frac{\sqrt3}{2},-\frac12\right)$.
Phải nhớ — Một câu định nghĩa gánh cả bài: điểm cắt là $(\cos\theta,\sin\theta)$. Giá trị lấy từ góc tham chiếu, dấu lấy từ góc phần tư, đổi giữa sin và cos bằng $\sin^2\theta+\cos^2\theta=1$.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Trigonometric Functions and Sinusoids gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →