Przejdź do treści

Cos 180 stopni: ile wynosi, skąd ten wynik i jak go użyć w zadaniach

Cos 180° = -1, czyli cos π = -1. Skąd ten wynik na okręgu jednostkowym i jak liczyć cosinus kąta rozwartego wzorem redukcyjnym.

Opublikowano: · 13 min czytania

Cos 180 stopni wynosi −1-1. W radianach zapisujesz to samo jako cos⁡π=−1\cos\pi = -1, bo 180∘=π180^\circ = \pi. Wynik odczytasz z okręgu jednostkowego: ramię kąta 180∘180^\circ leży na ujemnej półosi OxOx i przecina okrąg w punkcie (−1,0)(-1, 0), a cosinus to pierwsza współrzędna tego punktu.

W skrócie

  • cos⁡180∘=−1\cos 180^\circ = -1, sin⁡180∘=0\sin 180^\circ = 0, tg⁡180∘=0\operatorname{tg} 180^\circ = 0, a kąt 180∘180^\circ to π\pi radianów.
  • Wynik bierze się z punktu (−1,0)(-1, 0) na okręgu jednostkowym: cosinus to współrzędna xx, sinus to współrzędna yy.
  • Wzór redukcyjny cos⁡(180∘−α)=−cos⁡α\cos(180^\circ - \alpha) = -\cos\alpha zamienia cosinus kąta rozwartego na cosinus kąta ostrego, np. cos⁡150∘=−32\cos 150^\circ = -\frac{\sqrt3}{2}.
  • Najczęstszy błąd to pomylenie cos⁡180∘=−1\cos 180^\circ = -1 z sin⁡180∘=0\sin 180^\circ = 0 albo zgubienie minusa przy kącie rozwartym.

Cos 180 stopni na okręgu jednostkowym

Na poziomie podstawowym sinus i cosinus definiujesz dla kątów od 0∘0^\circ do 180∘180^\circ w układzie współrzędnych. Pełny zestaw zadań z tego działu znajdziesz w dziale trygonometria w bazie zadań, a tu skupiamy się na jednym kącie i na tym, co z niego wynika.

Definicja jest krótka. Rysujesz kąt o wierzchołku w początku układu, jedno ramię leży na dodatniej półosi OxOx, drugie wychodzi pod kątem α\alpha. Na drugim ramieniu bierzesz dowolny punkt P=(x,y)P = (x, y) różny od (0,0)(0, 0) i liczysz jego odległość od początku układu: r=x2+y2r = \sqrt{x^2 + y^2}. Wtedy:

sin⁡α=yr,cos⁡α=xr,tg⁡α=yx (x≠0)\sin\alpha = \frac{y}{r}, \qquad \cos\alpha = \frac{x}{r}, \qquad \operatorname{tg}\alpha = \frac{y}{x}\ (x \neq 0)

Najwygodniej wziąć punkt w odległości r=1r = 1, czyli na okręgu jednostkowym. Wtedy mianownik znika i cosinus to po prostu współrzędna xx, a sinus to współrzędna yy.

Teraz kąt 180∘180^\circ. Drugie ramię obraca się od dodatniej półosi OxOx o pół obrotu i ląduje na ujemnej półosi OxOx. Okrąg jednostkowy przecina tę półoś w punkcie (−1,0)(-1, 0). Stąd:

cos⁡180∘=−11=−1,sin⁡180∘=01=0\cos 180^\circ = \frac{-1}{1} = -1, \qquad \sin 180^\circ = \frac{0}{1} = 0

To cały dowód. Nie potrzebujesz żadnego wzoru, tylko obrazka. Gdy na sprawdzianie zapomnisz wartości, narysuj okrąg, zaznacz punkt na lewym końcu poziomej średnicy i odczytaj współrzędne.

Cos 180° w radianach: cos π

Pełny kąt ma 360∘360^\circ, czyli 2π2\pi radianów. Połowa pełnego kąta to 180∘=π180^\circ = \pi. Dlatego zapisy cos⁡180∘\cos 180^\circ i cos⁡π\cos\pi oznaczają tę samą liczbę:

cos⁡π=−1\cos\pi = -1

Przeliczenie stopni na radiany robisz proporcją: kąt w radianach to kąt w stopniach razy π180∘\frac{\pi}{180^\circ}. Dla przykładu 90∘=π290^\circ = \frac{\pi}{2}, 60∘=π360^\circ = \frac{\pi}{3}, 30∘=π630^\circ = \frac{\pi}{6}. Radiany pojawiają się głównie na poziomie rozszerzonym, przy funkcjach trygonometrycznych zmiennej rzeczywistej i równaniach trygonometrycznych. Więcej o tym, skąd biorą się wartości dla kątów 30∘30^\circ, 45∘45^\circ i 60∘60^\circ także w radianach, przeczytasz we wpisie wartości funkcji trygonometrycznych i jak je zapamiętać.

Dlaczego cos 180 stopni jest ujemny

Znak cosinusa zależy od tego, po której stronie osi OyOy leży punkt na ramieniu kąta. Cosinus to xr\frac{x}{r}, a rr jest zawsze dodatnie, więc znak cosinusa to znak współrzędnej xx.

  • •Dla kątów ostrych (od 0∘0^\circ do 90∘90^\circ) punkt leży w pierwszej ćwiartce, x>0x > 0, cosinus jest dodatni.
  • •Dla kąta prostego punkt leży na osi OyOy, x=0x = 0, więc cos⁡90∘=0\cos 90^\circ = 0.
  • •Dla kątów rozwartych (od 90∘90^\circ do 180∘180^\circ) punkt leży w drugiej ćwiartce, x<0x < 0, cosinus jest ujemny.
  • •Dla kąta półpełnego punkt leży na ujemnej półosi OxOx, x=−1x = -1 przy r=1r = 1, cosinus osiąga najmniejszą wartość.

Sinus w tym samym czasie zależy od yy. W pierwszej i drugiej ćwiartce y>0y > 0, więc sinus każdego kąta z przedziału (0∘,180∘)(0^\circ, 180^\circ) jest dodatni. Na osi OxOx mamy y=0y = 0, dlatego sin⁡0∘=sin⁡180∘=0\sin 0^\circ = \sin 180^\circ = 0.

Ta obserwacja rozwiązuje sporą część zadań zamkniętych bez liczenia. Gdy w treści stoi „kąt α\alpha jest rozwarty”, od razu wiesz, że cos⁡α<0\cos\alpha < 0 i tg⁡α<0\operatorname{tg}\alpha < 0, a sin⁡α>0\sin\alpha > 0. Więcej przykładów w układzie współrzędnych pokazuje wpis o funkcjach trygonometrycznych kąta rozwartego.

Sin 180°, tg 180° i ctg 180°

Skoro punkt dla kąta 180∘180^\circ to (−1,0)(-1, 0), wszystkie cztery funkcje dostajesz z jednego miejsca:

FunkcjaWzór z punktu (x,y)(x, y)Wartość dla 180∘180^\circ
sinusyr\frac{y}{r}00
cosinusxr\frac{x}{r}−1-1
tangensyx\frac{y}{x}0−1=0\frac{0}{-1} = 0
cotangensxy\frac{x}{y}nie istnieje (dzielenie przez 00)

Tangens kąta 180∘180^\circ jest równy zero, bo licznik yy jest zerem, a mianownik x=−1x = -1 zerem nie jest. Z cotangensem jest odwrotnie: w mianowniku stoi y=0y = 0, więc wyrażenie nie ma sensu. Tak samo nie istnieje tg⁡90∘\operatorname{tg} 90^\circ, bo tam zeruje się xx.

Wartości dla 0°, 90°, 180°, 270° i 360°

Kąty, których ramię leży na osi układu, nazywamy osiowymi. Ich wartości nie trzeba wkuwać, bo wszystkie biorą się z czterech punktów okręgu jednostkowego: (1,0)(1, 0), (0,1)(0, 1), (−1,0)(-1, 0) i (0,−1)(0, -1).

KątPunkt na okręgusin⁡\sincos⁡\costg⁡\operatorname{tg}
0∘0^\circ (00)(1,0)(1, 0)001100
90∘90^\circ (π2\frac{\pi}{2})(0,1)(0, 1)1100nie istnieje
180∘180^\circ (π\pi)(−1,0)(-1, 0)00−1-100
270∘270^\circ (3π2\frac{3\pi}{2})(0,−1)(0, -1)−1-100nie istnieje
360∘360^\circ (2π2\pi)(1,0)(1, 0)001100

Szybki sposób na zapamiętanie: idziesz po okręgu przeciwnie do ruchu wskazówek zegara i czytasz kolejne punkty. Cosinus to pierwsza współrzędna, więc w kolejnych krokach dostajesz 1,0,−1,0,11, 0, -1, 0, 1. Sinus to druga współrzędna, więc 0,1,0,−1,00, 1, 0, -1, 0. Sinus jest „spóźniony” o ćwierć obrotu względem cosinusa.

Kąty 270∘270^\circ i 360∘360^\circ wykraczają poza przedział 0∘0^\circ-180∘180^\circ, więc na poziomie podstawowym pojawiają się rzadko. Na rozszerzeniu wracają przy wykresach i równaniach, a przebieg całych funkcji opisuje wpis o wykresach funkcji sinus i cosinus.

Gotowe wartości dla kątów 30∘30^\circ, 45∘45^\circ i 60∘60^\circ masz w interaktywnej tabeli poniżej.

Tabela trygonometryczna: sin, cos, tg, ctg

Pełna tabela wartości funkcji trygonometrycznych dla kątów 0, 30, 45, 60, 90 stopni i całego zakresu 0-360. Wartości dokładne i dziesiętne, przełącznik stopnie/radiany, kopiowanie. Do matury z matematyki.

Otwórz kalkulator: Tabela trygonometryczna: sin, cos, tg, ctg

Wzory redukcyjne z kątem 180°

Kąt 180∘180^\circ jest punktem odniesienia dla wszystkich kątów rozwartych. Kąt rozwarty β\beta zapisujesz jako 180∘−α180^\circ - \alpha, gdzie α\alpha jest ostry, i sprowadzasz zadanie do kąta ostrego.

Cosinus kąta 180° minus alfa:

cos⁡(180∘−α)=−cos⁡α\cos(180^\circ - \alpha) = -\cos\alpha

Sinus kąta 180° minus alfa:

sin⁡(180∘−α)=sin⁡α\sin(180^\circ - \alpha) = \sin\alpha

Tangens kąta 180° minus alfa:

tg⁡(180∘−α)=−tg⁡α\operatorname{tg}(180^\circ - \alpha) = -\operatorname{tg}\alpha

Skąd te wzory? Punkty na okręgu dla kątów α\alpha i 180∘−α180^\circ - \alpha są swoimi odbiciami względem osi OyOy. Jeśli kąt α\alpha daje punkt (x,y)(x, y), to kąt 180∘−α180^\circ - \alpha daje punkt (−x,y)(-x, y). Współrzędna yy się nie zmienia, więc sinus zostaje ten sam. Współrzędna xx zmienia znak, więc cosinus zmienia znak. Tangens to iloraz yx\frac{y}{x}, więc też zmienia znak.

Podstaw α=0∘\alpha = 0^\circ i sprawdź wzór na kącie z tytułu: cos⁡(180∘−0∘)=−cos⁡0∘=−1\cos(180^\circ - 0^\circ) = -\cos 0^\circ = -1. Zgadza się z okręgiem. Pełny zestaw wzorów redukcyjnych, także dla 90∘90^\circ i 270∘270^\circ, zebraliśmy we wpisie wzory redukcyjne w tabeli z zadaniami.

Jak obliczyć cos 170°, cos 150° i cos 120°

Schemat jest zawsze ten sam i ma trzy ruchy.

  1. 1.Zapisz kąt rozwarty jako 180∘−α180^\circ - \alpha z ostrym α\alpha.
  2. 2.Zamień cosinus na −cos⁡α-\cos\alpha.
  3. 3.Odczytaj cos⁡α\cos\alpha z tabeli kątów szczególnych albo z tablicy wartości.

Cos 120°. 120∘=180∘−60∘120^\circ = 180^\circ - 60^\circ, więc

cos⁡120∘=−cos⁡60∘=−12\cos 120^\circ = -\cos 60^\circ = -\frac12

Cos 135°. 135∘=180∘−45∘135^\circ = 180^\circ - 45^\circ, więc

cos⁡135∘=−cos⁡45∘=−22\cos 135^\circ = -\cos 45^\circ = -\frac{\sqrt2}{2}

Cos 150°. 150∘=180∘−30∘150^\circ = 180^\circ - 30^\circ, więc

cos⁡150∘=−cos⁡30∘=−32\cos 150^\circ = -\cos 30^\circ = -\frac{\sqrt3}{2}

Cos 170°. 170∘=180∘−10∘170^\circ = 180^\circ - 10^\circ. Kąt 10∘10^\circ nie jest szczególny, więc wartość odczytujesz z tablicy:

cos⁡170∘=−cos⁡10∘≈−0,9848\cos 170^\circ = -\cos 10^\circ \approx -0{,}9848

Wszystkie kąty szczególne od 0∘0^\circ do 180∘180^\circ w jednej tabeli. Prawa połowa powstaje z lewej wzorami redukcyjnymi: sinus przepisujesz, cosinusowi zmieniasz znak.

Kąt0∘0^\circ30∘30^\circ45∘45^\circ60∘60^\circ90∘90^\circ120∘120^\circ135∘135^\circ150∘150^\circ180∘180^\circ
sin⁡\sin0012\frac1222\frac{\sqrt2}{2}32\frac{\sqrt3}{2}1132\frac{\sqrt3}{2}22\frac{\sqrt2}{2}12\frac1200
cos⁡\cos1132\frac{\sqrt3}{2}22\frac{\sqrt2}{2}12\frac1200−12-\frac12−22-\frac{\sqrt2}{2}−32-\frac{\sqrt3}{2}−1-1

Wiersz sinusa jest symetryczny względem 90∘90^\circ, a wiersz cosinusa jest „antysymetryczny”: wartości po prawej to wartości z lewej z przeciwnym znakiem. Jeśli zapamiętasz tylko lewą połowę, prawą odtworzysz w kilka sekund.

Zauważ też, że im bliżej 180∘180^\circ, tym bliżej −1-1. Kąt 170∘170^\circ leży tuż obok 180∘180^\circ, więc jego cosinus jest prawie równy −1-1. To dobra kontrola wyniku: jeśli dla 170∘170^\circ wyjdzie ci liczba dodatnia albo bliska zera, gdzieś zgubiłeś minus.

Cos 20°, cos 25° i cos 35°: wartości z tablicy

Kąty 20∘20^\circ, 25∘25^\circ i 35∘35^\circ nie należą do kątów szczególnych. Ich cosinusów nie zapiszesz pierwiastkiem, a na maturze bierzesz je z tablicy wartości funkcji trygonometrycznych w zestawie „Wybrane wzory matematyczne”. Kalkulator prosty, który wolno mieć na egzaminie, nie liczy cosinusa, więc tablica jest jedynym źródłem.

Kątcos⁡\cos (przybliżenie do 4 miejsc)Kąt rozwarty z tym samym modułemcos⁡\cos kąta rozwartego
10∘10^\circ0,98480{,}9848170∘170^\circ−0,9848-0{,}9848
20∘20^\circ0,93970{,}9397160∘160^\circ−0,9397-0{,}9397
25∘25^\circ0,90630{,}9063155∘155^\circ−0,9063-0{,}9063
35∘35^\circ0,81920{,}8192145∘145^\circ−0,8192-0{,}8192

Jak czytać tablicę: w wierszu kąta szukasz kolumny z cosinusem. Wartości cosinusa maleją, gdy kąt rośnie, więc cos⁡20∘>cos⁡25∘>cos⁡35∘\cos 20^\circ > \cos 25^\circ > \cos 35^\circ. Dzięki temu nawet bez tablicy ocenisz w zadaniu zamkniętym, która z dwóch liczb jest większa.

Tablica działa też w drugą stronę. Gdy wyjdzie ci cos⁡α≈0,8192\cos\alpha \approx 0{,}8192, szukasz tej wartości w kolumnie cosinusa i odczytujesz α≈35∘\alpha \approx 35^\circ. A gdy wyjdzie cos⁡β≈−0,8192\cos\beta \approx -0{,}8192 i wiesz, że β\beta jest rozwarty, to β=180∘−35∘=145∘\beta = 180^\circ - 35^\circ = 145^\circ.

Przykład 1: Sinus kąta rozwartego

0/4
Matura próbna grudzień 2014Zadanie 15Trygonometria

Treść: Liczba sin⁡150∘\sin 150^\circ jest równa liczbie:

  • Acos⁡60∘\cos 60^\circ
  • Bcos⁡120∘\cos 120^\circ
  • Ctg⁡120∘\operatorname{tg} 120^\circ
  • Dtg⁡60∘\operatorname{tg} 60^\circ

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    Redukcja sinusa

    150∘=180∘−30∘150^\circ = 180^\circ - 30^\circ, a sinus przy tej redukcji nie zmienia znaku.

    sin⁡150∘=sin⁡30∘=12\sin 150^\circ = \sin 30^\circ = \frac12
  2. Krok 2

    Wartości z odpowiedzi

    cos⁡60∘=12\cos 60^\circ = \frac12. Dla porównania cos⁡120∘=−cos⁡60∘=−12\cos 120^\circ = -\cos 60^\circ = -\frac12, tg⁡120∘=−tg⁡60∘=−3\operatorname{tg} 120^\circ = -\operatorname{tg} 60^\circ = -\sqrt3, tg⁡60∘=3\operatorname{tg} 60^\circ = \sqrt3.

Odpowiedź: A

sin⁡150∘=12=cos⁡60∘\sin 150^\circ = \frac12 = \cos 60^\circ.

Przykład 2: Różnica sinusa i cosinusa

0/4
Matura czerwiec 2015Zadanie 7Trygonometria

Treść: Wartość wyrażenia sin⁡120∘−cos⁡30∘\sin 120^\circ - \cos 30^\circ jest równa:

  • Asin⁡90∘\sin 90^\circ
  • Bsin⁡150∘\sin 150^\circ
  • Csin⁡0∘\sin 0^\circ
  • Dsin⁡60∘\sin 60^\circ

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    Redukcja

    120∘=180∘−60∘120^\circ = 180^\circ - 60^\circ, więc sin⁡120∘=sin⁡60∘=32\sin 120^\circ = \sin 60^\circ = \frac{\sqrt3}{2}.

  2. Krok 2

    Odejmowanie

    cos⁡30∘=32\cos 30^\circ = \frac{\sqrt3}{2}, więc

    sin⁡120∘−cos⁡30∘=32−32=0\sin 120^\circ - \cos 30^\circ = \frac{\sqrt3}{2} - \frac{\sqrt3}{2} = 0
  3. Krok 3

    Która odpowiedź daje zero

    sin⁡0∘=0\sin 0^\circ = 0. Pozostałe to 11, 12\frac12 i 32\frac{\sqrt3}{2}.

Odpowiedź: C

Wyrażenie jest równe 0=sin⁡0∘0 = \sin 0^\circ.

Przykład 3: Pole równoległoboku z kątem rozwartym

0/4
Matura maj 2024Zadanie 21Trygonometria

Treść: Dany jest równoległobok o bokach długości 33 i 44 oraz o kącie między nimi o mierze 120∘120^\circ. Pole tego równoległoboku jest równe:

  • A1212
  • B12312\sqrt3
  • C66
  • D636\sqrt3

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    Wzór na pole

    Pole równoległoboku o bokach aa, bb i kącie α\alpha między nimi to P=a⋅b⋅sin⁡αP = a \cdot b \cdot \sin\alpha.

  2. Krok 2

    Sinus kąta rozwartego

    sin⁡120∘=sin⁡(180∘−60∘)=sin⁡60∘=32\sin 120^\circ = \sin(180^\circ - 60^\circ) = \sin 60^\circ = \frac{\sqrt3}{2}.

  3. Krok 3

    Podstawienie

    P=3⋅4⋅32=63P = 3 \cdot 4 \cdot \frac{\sqrt3}{2} = 6\sqrt3
Odpowiedź: D

Pole wynosi 636\sqrt3.

Przykład 4: Iloczyn sinusa i cosinusa

0/4
Matura czerwiec 2019Zadanie 12Trygonometria

Treść: Kąt α∈(0∘,180∘)\alpha \in (0^\circ, 180^\circ) oraz wiadomo, że sin⁡α⋅cos⁡α=−38\sin\alpha \cdot \cos\alpha = -\frac38. Wartość wyrażenia (cos⁡α−sin⁡α)2+2(\cos\alpha - \sin\alpha)^2 + 2 jest równa:

  • A154\frac{15}{4}
  • B94\frac94
  • C278\frac{27}{8}
  • D218\frac{21}{8}

Pokaż rozwiązanie krok po kroku
  1. Krok 1

    Co mówi znak iloczynu

    Sinus kąta z przedziału (0∘,180∘)(0^\circ, 180^\circ) jest dodatni, a iloczyn jest ujemny, więc cos⁡α<0\cos\alpha < 0. Kąt jest rozwarty. Do samego wyniku ta informacja nie jest potrzebna, ale potwierdza, że dane są spójne.

  2. Krok 2

    Rozwinięcie kwadratu

    Ze wzoru skróconego mnożenia:

    (cos⁡α−sin⁡α)2=cos⁡2α−2sin⁡αcos⁡α+sin⁡2α(\cos\alpha - \sin\alpha)^2 = \cos^2\alpha - 2\sin\alpha\cos\alpha + \sin^2\alpha
  3. Krok 3

    Jedynka trygonometryczna

    Z jedynki trygonometrycznej sin⁡2α+cos⁡2α=1\sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1, więc

    (cos⁡α−sin⁡α)2+2=1−2⋅(−38)+2=1+34+2=154(\cos\alpha - \sin\alpha)^2 + 2 = 1 - 2 \cdot \left(-\frac38\right) + 2 = 1 + \frac34 + 2 = \frac{15}{4}
Odpowiedź: A

Wyrażenie jest równe 154\frac{15}{4}.

Teraz ty

Spróbuj sam zadania z matury z czerwca 2026: najpierw ustal znak cosinusa kąta rozwartego, potem policz jego wartość z jedynki trygonometrycznej.

Kąt o mierze α\alpha jest rozwarty oraz sin⁡α=35\sin\alpha=\frac{3}{5}. Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych. Cosinus kąta o mierze α\alpha jest równy
  • A. (−45)\left(-\frac{4}{5}\right)
  • B. (−34)\left(-\frac{3}{4}\right)
  • C. 34\frac{3}{4}
  • D. 45\frac{4}{5}
Pokaż rozwiązanie

Rozwiązanie wczytuje się po otwarciu. Otwórz w aplikacji.

Typowe błędy przy cos 180°

Jak szybko ustalić znak w zadaniu zamkniętym

W zadaniach z kątem rozwartym CKE często podaje jedną funkcję i pyta o drugą, a w odpowiedziach stoją dwie liczby różniące się tylko znakiem. Połowę pracy robi wtedy sam znak, a drugą połowę jedynka trygonometryczna.

Weźmy kąt α\alpha z przedziału (90∘,180∘)(90^\circ, 180^\circ), dla którego tg⁡α=−3\operatorname{tg}\alpha = -3. Szukamy sin⁡α\sin\alpha i cos⁡α\cos\alpha.

Najpierw znaki. Kąt jest rozwarty, więc punkt leży w drugiej ćwiartce: sin⁡α>0\sin\alpha > 0, cos⁡α<0\cos\alpha < 0. Iloczyn sin⁡α⋅cos⁡α\sin\alpha \cdot \cos\alpha jest więc ujemny, a tangens jako iloraz liczby dodatniej przez ujemną wychodzi ujemny, co zgadza się z danymi.

Potem wartości. Z definicji tangensa sin⁡α=tg⁡α⋅cos⁡α=−3cos⁡α\sin\alpha = \operatorname{tg}\alpha \cdot \cos\alpha = -3\cos\alpha. Podstawiasz do jedynki:

9cos⁡2α+cos⁡2α=1⇒cos⁡2α=1109\cos^2\alpha + \cos^2\alpha = 1 \quad\Rightarrow\quad \cos^2\alpha = \frac{1}{10}

Cosinus jest ujemny, więc cos⁡α=−110=−1010\cos\alpha = -\frac{1}{\sqrt{10}} = -\frac{\sqrt{10}}{10}, a sin⁡α=−3cos⁡α=31010\sin\alpha = -3\cos\alpha = \frac{3\sqrt{10}}{10}. Sprawdzenie: 910+110=1\frac{9}{10} + \frac{1}{10} = 1.

Ten sam schemat działa dla każdej pary danych: najpierw znak z ćwiartki, potem moduł z jedynki, na końcu sprawdzenie. Gdy w odpowiedziach stoi 1010\frac{\sqrt{10}}{10} i −1010-\frac{\sqrt{10}}{10}, znak rozstrzyga zadanie, zanim cokolwiek policzysz.

Kąt 180° w zadaniach z trójkątem

Wzory redukcyjne z kątem 180∘180^\circ wynikają wprost z geometrii trójkąta. Suma kątów trójkąta to 180∘180^\circ, więc dowolny kąt trójkąta da się zapisać jako 180∘180^\circ minus suma dwóch pozostałych. Kąt zewnętrzny trójkąta to 180∘180^\circ minus kąt wewnętrzny przy tym samym wierzchołku, więc jego cosinus ma przeciwny znak, a sinus jest ten sam.

To ostatnie zdanie ma praktyczne skutki. Pole trójkąta P=12absin⁡γP = \frac12 ab\sin\gamma daje ten sam wynik dla kąta 60∘60^\circ i 120∘120^\circ, bo sin⁡60∘=sin⁡120∘\sin 60^\circ = \sin 120^\circ. Za to twierdzenie cosinusów rozróżnia te kąty, bo cos⁡60∘=12\cos 60^\circ = \frac12, a cos⁡120∘=−12\cos 120^\circ = -\frac12.

Weź trójkąt o bokach 33 i 55 i kącie 120∘120^\circ między nimi. Trzeci bok cc liczysz z twierdzenia cosinusów:

c2=32+52−2⋅3⋅5⋅cos⁡120∘=9+25−30⋅(−12)=34+15=49c^2 = 3^2 + 5^2 - 2 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \cos 120^\circ = 9 + 25 - 30 \cdot \left(-\frac12\right) = 34 + 15 = 49

Stąd c=7c = 7. Gdybyś wziął cos⁡120∘=12\cos 120^\circ = \frac12, wyszłoby c2=19c^2 = 19 i zupełnie inny trójkąt. Minus cosinusa kąta rozwartego zamienia odejmowanie w dodawanie, dlatego bok naprzeciw kąta rozwartego jest najdłuższy. Kiedy sięgać po twierdzenie cosinusów, a kiedy po twierdzenie sinusów, wyjaśnia wpis twierdzenie sinusów i cosinusów: kiedy stosować.

Przypadek graniczny też ma sens. Gdy kąt między bokami aa i bb rośnie do 180∘180^\circ, trójkąt spłaszcza się w odcinek. Podstaw cos⁡180∘=−1\cos 180^\circ = -1:

c2=a2+b2+2ab=(a+b)2c^2 = a^2 + b^2 + 2ab = (a + b)^2

czyli c=a+bc = a + b. Boki leżą wtedy na jednej prostej, a trzeci bok jest ich sumą. To dobry sposób, żeby zapamiętać, że cos⁡180∘=−1\cos 180^\circ = -1: bez minusa wzór dałby różnicę zamiast sumy.

Kąt 180° w równoległoboku i czworokącie wpisanym

Kąt półpełny ukrywa się także w czworokątach. W równoległoboku sąsiednie kąty sumują się do 180∘180^\circ, więc jeśli jeden ma miarę α\alpha, drugi ma 180∘−α180^\circ - \alpha. Sinusy obu kątów są równe, a cosinusy różnią się znakiem. Dlatego pole równoległoboku policzysz z dowolnego z jego kątów, a długości przekątnych już nie.

Przekątne równoległoboku o bokach aa, bb i kącie ostrym α\alpha liczysz twierdzeniem cosinusów w dwóch trójkątach. Krótsza leży naprzeciw kąta ostrego, dłuższa naprzeciw kąta 180∘−α180^\circ - \alpha:

d12=a2+b2−2abcos⁡α,d22=a2+b2−2abcos⁡(180∘−α)=a2+b2+2abcos⁡αd_1^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos\alpha, \qquad d_2^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos(180^\circ - \alpha) = a^2 + b^2 + 2ab\cos\alpha

Dla boków 33 i 44 i kąta 60∘60^\circ dostajesz d12=9+16−24⋅12=13d_1^2 = 9 + 16 - 24 \cdot \frac12 = 13 oraz d22=25+12=37d_2^2 = 25 + 12 = 37. Suma kwadratów przekątnych to 50=2⋅(32+42)50 = 2 \cdot (3^2 + 4^2), bo składniki z cosinusem się znoszą. To dobra kontrola rachunku w każdym zadaniu z przekątnymi. Pole i przekątne tych figur omawia też wpis o polu rombu i równoległoboku.

Podobnie działa czworokąt wpisany w okrąg: jego przeciwległe kąty sumują się do 180∘180^\circ. Jeśli kąt przy wierzchołku AA ma cosinus 13\frac13, to kąt przy wierzchołku CC ma cosinus −13-\frac13, a sinusy obu kątów są równe 223\frac{2\sqrt2}{3}. Twierdzenie cosinusów dla przekątnej BDBD zapisane w trójkątach ABDABD i CBDCBD daje wtedy dwa równania, które różnią się tylko znakiem przy cosinusie. Ten układ jest typowym sposobem na wyznaczenie przekątnej, a cały mechanizm opisuje wpis o czworokącie wpisanym w okrąg.

Cos 360° i kąty większe niż 180°

Na poziomie rozszerzonym kąt może być dowolną liczbą rzeczywistą, a ramię może obrócić się więcej niż o pół obrotu. Wtedy przydają się wzory z 180∘+α180^\circ + \alpha:

cos⁡(180∘+α)=−cos⁡α,sin⁡(180∘+α)=−sin⁡α\cos(180^\circ + \alpha) = -\cos\alpha, \qquad \sin(180^\circ + \alpha) = -\sin\alpha

Na okręgu punkt dla kąta 180∘+α180^\circ + \alpha jest odbiciem punktu dla α\alpha względem początku układu: (x,y)(x, y) przechodzi w (−x,−y)(-x, -y). Obie współrzędne zmieniają znak. Na przykład:

cos⁡210∘=cos⁡(180∘+30∘)=−cos⁡30∘=−32\cos 210^\circ = \cos(180^\circ + 30^\circ) = -\cos 30^\circ = -\frac{\sqrt3}{2}

Pełny obrót wraca do punktu startowego (1,0)(1, 0), więc cos⁡360∘=cos⁡0∘=1\cos 360^\circ = \cos 0^\circ = 1. Ogólnie cosinus jest funkcją okresową o okresie 360∘360^\circ, czyli 2π2\pi: cos⁡(α+360∘)=cos⁡α\cos(\alpha + 360^\circ) = \cos\alpha. Dlatego cos⁡540∘=cos⁡180∘=−1\cos 540^\circ = \cos 180^\circ = -1.

Z tego wynika też rozwiązanie równania cos⁡x=−1\cos x = -1 na rozszerzeniu: cosinus osiąga −1-1 tylko w punkcie (−1,0)(-1, 0), więc

x=π+2kπ,k∈Zx = \pi + 2k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}

Jak rozwiązywać takie równania ogólnie, pokazuje wpis o metodach rozwiązywania równań trygonometrycznych.

Skąd wzór redukcyjny: cosinus różnicy

Na rozszerzeniu wzory redukcyjne nie muszą być osobną rzeczą do zapamiętania. Wynikają ze wzoru na cosinus różnicy kątów, jeśli podstawisz do niego wartości dla 180∘180^\circ:

cos⁡(180∘−α)=cos⁡180∘cos⁡α+sin⁡180∘sin⁡α=(−1)⋅cos⁡α+0⋅sin⁡α=−cos⁡α\cos(180^\circ - \alpha) = \cos 180^\circ \cos\alpha + \sin 180^\circ \sin\alpha = (-1) \cdot \cos\alpha + 0 \cdot \sin\alpha = -\cos\alpha

Tak samo ze wzoru na sinus różnicy:

sin⁡(180∘−α)=sin⁡180∘cos⁡α−cos⁡180∘sin⁡α=0−(−1)⋅sin⁡α=sin⁡α\sin(180^\circ - \alpha) = \sin 180^\circ \cos\alpha - \cos 180^\circ \sin\alpha = 0 - (-1) \cdot \sin\alpha = \sin\alpha

Cała praca opiera się na dwóch liczbach: cos⁡180∘=−1\cos 180^\circ = -1 i sin⁡180∘=0\sin 180^\circ = 0. Kto je zna, wyprowadzi wzór w trzy sekundy, nawet gdy w stresie zapomni, czy znak zmienia sinus, czy cosinus. Wzory na sinus i cosinus sumy oraz różnicy z przykładami zebraliśmy we wpisie o wzorach na sinus i cosinus sumy kątów.

Cos 180° na wykresie funkcji cosinus

Na wykresie funkcji y=cos⁡xy = \cos x wartość cos⁡π=−1\cos\pi = -1 to najniższy punkt pierwszej „doliny” wykresu. Funkcja startuje od 11 w x=0x = 0, schodzi przez 00 w x=π2x = \frac{\pi}{2}, osiąga minimum −1-1 w x=πx = \pi i wraca do 11 w x=2πx = 2\pi.

Z wykresu odczytasz trzy rzeczy, które przydają się na rozszerzeniu:

  • •zbiór wartości cosinusa to przedział [−1,1][-1, 1], więc −1-1 to najmniejsza możliwa wartość i każde równanie cos⁡x=a\cos x = a z a<−1a < -1 jest sprzeczne;
  • •na przedziale [0,π][0, \pi] cosinus jest malejący, dlatego dla kątów od 0∘0^\circ do 180∘180^\circ większy kąt ma mniejszy cosinus;
  • •wykres jest symetryczny względem prostej x=πx = \pi, co jest graficzną wersją równości cos⁡(180∘−α)=cos⁡(180∘+α)\cos(180^\circ - \alpha) = \cos(180^\circ + \alpha).

Ostatni punkt łatwo sprawdzić na liczbach: cos⁡150∘=−32\cos 150^\circ = -\frac{\sqrt3}{2} i cos⁡210∘=−32\cos 210^\circ = -\frac{\sqrt3}{2}. Oba kąty są oddalone od 180∘180^\circ o 30∘30^\circ, więc leżą na wykresie na tej samej wysokości.

Kąt 180° między wektorami

Cosinus kąta 180∘180^\circ pojawia się też w geometrii analitycznej na poziomie rozszerzonym. Kąt między dwoma wektorami liczysz z iloczynu skalarnego:

cos⁡θ=u⃗⋅v⃗∣u⃗∣⋅∣v⃗∣\cos\theta = \frac{\vec u \cdot \vec v}{|\vec u| \cdot |\vec v|}

Wektory przeciwnie skierowane, na przykład u⃗=[2,1]\vec u = [2, 1] i v⃗=[−4,−2]\vec v = [-4, -2], tworzą kąt 180∘180^\circ. Sprawdź to rachunkiem: u⃗⋅v⃗=2⋅(−4)+1⋅(−2)=−10\vec u \cdot \vec v = 2 \cdot (-4) + 1 \cdot (-2) = -10, ∣u⃗∣=5|\vec u| = \sqrt5, ∣v⃗∣=20=25|\vec v| = \sqrt{20} = 2\sqrt5. Wtedy

cos⁡θ=−105⋅25=−1010=−1\cos\theta = \frac{-10}{\sqrt5 \cdot 2\sqrt5} = \frac{-10}{10} = -1

więc θ=180∘\theta = 180^\circ. Wartość −1-1 jest najmniejsza możliwa, dlatego iloczyn skalarny dwóch wektorów nigdy nie spada poniżej −∣u⃗∣⋅∣v⃗∣-|\vec u| \cdot |\vec v|. Więcej przykładów ze współrzędnymi znajdziesz we wpisie o tym, jak obliczyć kąt między wektorami i prostymi.

Co musisz umieć

  • Odczytać cos⁡180∘=−1\cos 180^\circ = -1 i sin⁡180∘=0\sin 180^\circ = 0 z punktu (−1,0)(-1, 0) na okręgu jednostkowym.
  • Zamienić 180∘180^\circ na π\pi radianów i odwrotnie.
  • Podać znak sinusa, cosinusa i tangensa kąta rozwartego bez liczenia.
  • Zredukować cosinus kąta rozwartego wzorem cos⁡(180∘−α)=−cos⁡α\cos(180^\circ - \alpha) = -\cos\alpha.
  • Odczytać z tablicy przybliżone wartości, np. cos⁡20∘≈0,9397\cos 20^\circ \approx 0{,}9397.
  • Użyć cos⁡120∘=−12\cos 120^\circ = -\frac12 w twierdzeniu cosinusów.

Poćwicz na zadaniach z bazy

Każde z tych zadań wymaga znaku albo redukcji funkcji kąta rozwartego. Zacznij od zamkniętych, a dwupunktowe zostaw na koniec, gdy redukcja wejdzie ci w nawyk. Przy każdym zadaniu zrób tę samą rutynę: zaznacz, w której ćwiartce leży kąt, zapisz znaki sinusa i cosinusa, a dopiero potem licz. Po kilku zadaniach ta kolejność stanie się odruchem i przestaniesz gubić minusy.

Następny krok Losuj zadanie z działu Trygonometria

Najczęstsze pytania

Ile wynosi cos 180° w radianach?

cos⁡π=−1\cos\pi = -1. Kąt 180∘180^\circ to dokładnie π\pi radianów, więc to ta sama liczba zapisana w innej jednostce kąta.

Dlaczego cos 180° jest ujemny?

Bo punkt na okręgu jednostkowym dla kąta 180∘180^\circ to (−1,0)(-1, 0), a cosinus to jego pierwsza współrzędna. Każdy kąt, którego ramię leży na lewo od osi OyOy, ma ujemny cosinus.

Ile wynosi sin 180°?

sin⁡180∘=0\sin 180^\circ = 0. Druga współrzędna punktu (−1,0)(-1, 0) jest zerem, tak samo jak dla kąta 0∘0^\circ.

Jak obliczyć cos 170° wzorem redukcyjnym?

Zapisz 170∘=180∘−10∘170^\circ = 180^\circ - 10^\circ i użyj wzoru cos⁡(180∘−α)=−cos⁡α\cos(180^\circ - \alpha) = -\cos\alpha. Wychodzi cos⁡170∘=−cos⁡10∘≈−0,9848\cos 170^\circ = -\cos 10^\circ \approx -0{,}9848, a wartość cos⁡10∘\cos 10^\circ bierzesz z tablicy.

Ile wynosi cos 20 stopni?

cos⁡20∘≈0,9397\cos 20^\circ \approx 0{,}9397. To nie jest kąt szczególny, więc wartość bierzesz z tablicy wartości funkcji trygonometrycznych. Podobnie cos⁡25∘≈0,9063\cos 25^\circ \approx 0{,}9063 i cos⁡35∘≈0,8192\cos 35^\circ \approx 0{,}8192.

Kategoria: Trygonometria

Zobacz wszystkie

Przestań szukać, zacznij ćwiczyć

Prawdziwe zadania z matur CKE z rozwiązaniami krok po kroku. Zacznij od działu, o którym właśnie czytasz.

Ćwicz dział Trygonometria

188 zadań CKE z rozwiązaniami

Ćwicz w aplikacji Sprawna Matura

Te same zadania CKE z rozwiązaniami, brudnopis i kalkulator, także offline.

Pobierz z App StorePobierz z Google Play

Niezbędne pliki cookie utrzymują logowanie i ustawienia. Za Twoją zgodą używamy też analitycznych (PostHog) i reklamowych (Meta, Google Ads), żeby wiedzieć, które kampanie działają. Bez zgody liczymy wizyty anonimowo, bez plików cookie. Wybór zmienisz w każdej chwili. Polityka prywatności