1. P(x; y) is a point on the Cartesian plane. The length of the line drawn from the origin 0 to point P is r. The angle between OP and the x-axis is . P (x; y) r θ R 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 Complete the terms of x, y and r: sin = cos = tan = 1.2 If OP is called the hypotenuse, what are OR and PR called respectively? 1.3 Give the definition of sin , cos and tan in terms of the three sides mentioned. Special Angles: 0o ; 30o ; 45o ; 60o ; 90o 1. 1.1 1.2 2. 2.1 2.2 Calculate the value of the following expressions without using a calculator: 3 cos 60°. sin 30°.tan 2 60° cos 30. sin 30 tan 45. sin 60 Prove the following without using a calculator: sin 45 tan 45° = cos45 1 – 2 sin 2 = cos2 if = 30°. Solution: 1.1 3 cos 60°.sin 30°.tan 2 60° 1.2 2 3 1 1 3 9 = 1 2 2 1 4 = 1 =2 4 2.1 LHS = tan45° 2 = 2 =1 sin 45 RHS = cos45 cos 30. sin 30 tan 45. sin 60 2.2 2 = 2 2 2 =1 LHS = RHS sin 45 tan45°= cos45 3 1 . 2 2 2 3 . 2 2 = 1 2 LHS = 1 – 2 sin 2 of = 30° = 1 – 2sin 2 30° 1 = 1 – 2 ( )2 2 1 =1–2( ) 4 1 =1– 2 1 = 2 RHS = cos2 of = 30° = cos (2 30°) = cos60° 1 = 2 LHS = RHS 1 – 2 sin 2 = cos if = 30° Exercise: 1. Calculate the value of the following expressions without the use of a calculator: 1.1 sin 2 60° + cos 2 60° 1.2 cos 90° + 8 sin 30° – cos180° – 5tan45° 1.3 tan60. sin 60 cos 45 . sin 45 1.4 tan60°.sin60° – 2sin45°.cos45° – cos 2 45° 1.5 1.6 cos 2 30 – sin 2 45 tan 2 60° – (cos45° sin30°) Reduction Formulae: 90o 2 1 Sin All 180o - 90o - 90o + 0o 180o 180o + 360o - Tan n 3 Cos 4 270o 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 Complete the table with the help of reduction formulae: sin 180 tan360 – cos90 tan180 sin 90 – cos360 – sin – tan360 – cos – sin 90 cos180 – cos90 – sin 360 tan360 cos360 360o 3. 3.1 3.2 Simplify by means of reduction formulae: cos 360 . cos 180 – . cos 90 – . sin – cos 90 – . tan 360 – sin 180 – . tan – 4. Prove using reduction formulae: cos – . sin 360 – sin 90 – . sin 90 . tan 180 – 5. Determine the value of the following expression without using a calculator (the answer should be in surd form): sin 390 º. cos 225 º . sin 210 º . sin 315 º . sin 260 º cos 350 º 1. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 Complete the following table: Trigonometric function tan180º sin 360º– cos 90º sin 180º– sin 90º– cos – sin 180º tan360º– cos360 sin 90º cos360 tan cos180 sin360 Quadrant Sign Reduced function 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Complete the following by means of coordinate and reduction formulae: cos 17º sin______ cos 248º – cos_____ tan 196º tan______ sin 144º sin______ sin 144º cos_______ 3. Simplify using reduction formulae: 3.1 sin 360º – . tan180º . cos– cos90º sin 180º – 3.2 sin – A. sin 180º A. tan360º – A tan180º – A. cos90º – A. cos180º – A 3.3 cos90º – . sin180º – – sin90º cos180º 3.4 tan180º . cos360º – cos90º – . cos90º – sin – . sin 180º – 3.5 tan180º A. sin 90º – A. tan360º – A. cos360º A cos360º – A. cos180º – A 3.6 cos360º – A. cos90º – A. tan– A tan180º A. sin 90º – A. cos180º A 4. Use reduction formulae to prove the following: 4.1 cos90º – tan360º – cos180º 4.2 sin 2 360º – 4.3 cos– . cos90º . cos90º – cos360º – . sin – sin 360º – . sin 180º – sin 180º 4.4 sin 180º – A tan180º A tan360º – A tan180º – A. sin 270º cos180º A. cos180º 5. sin 2 90º . tan360º – . cos180º 1 sin180º – Determine the values of the expressions without using a calculator. (Answer should be in surd form.) 5.1 cos 150 º. sin 330 º tan 225 º. sin 300 º 5.2 sin 2 – 130º sin 2 220º 5.3 tan120º sin 300º–2 sin135º tan315º– cos2 135º 5.4 tan 216 º. sin 126 º sin 144 º 6. Determine the value of 7. 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 If sin 53º p , express each of the following in terms of p: sin 233 º cos 307 º tan 233 º cos 127 º cos 143 º cos . cos . cos 2 without using a calculator if 60º . 2 2 Identities: You must be able to deduce and solve the following two fundamental identities: Place POR in a standard position with P O R = and the coordinates of P equal to (x; y). 1. tan = sin cos y x y sin RHS = r x cos r y r = r x y = x LHS = RHS sin tan = cos LHS = tan = P (x; y) r y θ x O This identity is called a quotient identity. 2. sin 2 cos2 1 LHS = sin 2 cos2 y x = ( )2 + ( )2 r r 2 2 x y = 2 + 2 r r 2 2 y x = r2 r2 = 2 (according to Pythagoras) r =1 = RHS sin 2 cos2 1 sin2 + cos2 = 1 sin2 = 1 - cos2 cos2 = 1 - sin2 This identity is called a quadratic / square identity. R Examples: 1. 1.1 Use the fundamental identity to simplify the following: 1 – tan 2 2 cos 1.2 cos – cos . sin 2 2. Prove the following with the help of fundamental identity: tan 1 sin cos = tan – 1 sin – cos 1 1 (1 sin A) (1 – sin A) cos2 A 2.1 2.2 Solution: 1. 1.1 1.2 1 1 sin 2 2 – tan = – cos 2 cos 2 cos2 1 – sin 2 = cos2 cos2 = cos2 =1 cos – cos . sin 2 = cos (1 – sin 2 ) = cos cos2 = cos 3 2. 2.1 LHS tan 1 tan 1 sin 1 cos = sin 1 cos sin cos cos = sin cos cos sin cos cos cos sin cos sin cos sin cos = RHS 2.2 1 (1 sin A) (1 – sin A) 1 = 1 – sin 2 A 1 = cos 2 A = RHS LHS = Exercise : 1. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 Use the fundamental identity to simplify the following: (1 – cos A)(1 cos A) sin A 2 1 – cos – sin 2 (1 – cos )(1 cos ) (1 – sin )(1 sin ) (sin + cos ) 2 sin tan tan 2 .sin 2 + tan 2 .cos 2 Prove the following with the help of fundamental identity: 1 sin A.tan A + cos A = cos A 4 4 2 sin A – cos A sin A – cos2 A 1 cos x + sin x.tan x = cos x tan2 1 tan2 sin (sin + tan ) = sin .tan 1 cos cos A 1 – sin A 1 sin A cos A cos sin 1 – 2 sin cos cos – sin cos2 – sin 2 1 cos A sin A – sin A sin A 1 cos A 1 cos sin 2 1 cos sin sin sin 2 = sin cos (1 tan2 ) = (sin + cos ) 2 – 2 sin cos tan 1. 1.1 sin 2 60º cos2 60º 2 3 1 2 2 2 3 1 4 4 4 4 1 1.2 cos90º 8 sin 30º cos180º 5 tan45º 0 1 8 1 51 2 2 0 4 1 5 0 1.3 tan 60 º. sin 60 º cos 45º. sin 45º 3 3 1 . 2 2 2 2 . 2 3 2 2 4 3 4 2 2 3 1.4 tan60º. sin 60º 2 sin 45º. cos45º cos2 45º 3 3 2 2 2 . 3 2 2 2 2 1 3 2 1 2 4 3 1 1 2 2 0 cos2 30º sin 2 45º 1.5 32 2 – 2 2 2 3 2 4 4 1 4 1 2 1.6 tan2 60ºcos45º. sin 30º 2 3 2 1 . 1 2 2 2 4 12 2 4 3 2
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