Для решения данных задач нам нужно использовать основные тригонометрические тождества и свойства тригонометрических функций.
Дано:
[ \cos(\alpha) = -\frac{3}{5}, \quad 90^\circ < \alpha < 180^\circ ]
Найти:
а) (\sin(\alpha))
б) (\sin(2\alpha))
в) (\cos\left(\frac{\pi}{3} + \alpha\right))
Решение:
а) Найти (\sin(\alpha))
Из тригонометрической тождества (\sin^2(\alpha) + \cos^2(\alpha) = 1):
[
\sin^2(\alpha) = 1 - \cos^2(\alpha)
]
Подставляем значение (\cos(\alpha)):
[
\sin^2(\alpha) = 1 - \left(-\frac{3}{5}\right)^2 = 1 - \frac{9}{25} = \frac{25}{25} - \frac{9}{25} = \frac{16}{25}
]
Следовательно:
[
\sin(\alpha) = \pm\frac{4}{5}
]
Так как (\alpha) находится во втором квадранте (где (90^\circ < \alpha < 180^\circ)), а в этом квадранте синус положителен, то:
[
\sin(\alpha) = \frac{4}{5}
]
б) Найти (\sin(2\alpha))
Используем формулу двойного угла для синуса:
[
\sin(2\alpha) = 2 \sin(\alpha) \cos(\alpha)
]
Подставляем найденные значения (\sin(\alpha)) и (\cos(\alpha)):
[
\sin(2\alpha) = 2 \cdot \frac{4}{5} \cdot \left(-\frac{3}{5}\right) = 2 \cdot \frac{4 \cdot (-3)}{25} = 2 \cdot \frac{-12}{25} = \frac{-24}{25}
]
Таким образом:
[
\sin(2\alpha) = -\frac{24}{25}
]
в) Найти (\cos\left(\frac{\pi}{3} + \alpha\right))
Используем формулу суммы углов для косинуса:
[
\cos\left(\frac{\pi}{3} + \alpha\right) = \cos\left(\frac{\pi}{3}\right) \cos(\alpha) - \sin\left(\frac{\pi}{3}\right) \sin(\alpha)
]
Значения стандартных углов:
[
\cos\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{1}{2}, \quad \sin\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{\sqrt{3}}{2}
]
Подставляем найденные значения (\sin(\alpha)) и (\cos(\alpha)):
[
\cos\left(\frac{\pi}{3} + \alpha\right) = \frac{1}{2} \cdot \left(-\frac{3}{5}\right) - \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot \frac{4}{5}
]
[
\cos\left(\frac{\pi}{3} + \alpha\right) = -\frac{3}{10} - \frac{4\sqrt{3}}{10} = -\frac{3 + 4\sqrt{3}}{10}
]
Таким образом:
[
\cos\left(\frac{\pi}{3} + \alpha\right) = -\frac{3 + 4\sqrt{3}}{10}
]
Ответы:
а) (\sin(\alpha) = \frac{4}{5})
б) (\sin(2\alpha) = -\frac{24}{25})
в) (\cos\left(\frac{\pi}{3} + \alpha\right) = -\frac{3 + 4\sqrt{3}}{10})