Tangens – definicja, wzory, wartości kątów, wykres i zastosowania
Tangens (tg lub tan) to jedna z podstawowych funkcji trygonometrycznych. W trójkącie prostokątnym tangens kąta ostrego to stosunek przyprostokątnej przeciwległej do przyprostokątnej przyległej. Tangens pojawia się w geometrii, fizyce, inżynierii i nawet w codziennym życiu (np. nachylenie rampy). W tym artykule wyjaśniamy definicję, podajemy wartości dla kątów specjalnych, wykres i zastosowania.
Definicja tangensa
W trójkącie prostokątnym
Dla kąta ostrego α w trójkącie prostokątnym:
tg α = przyprostokątna przeciwległa / przyprostokątna przyległa
Lub równoważnie:
tg α = sin α / cos α
Mnemonik do zapamiętania
Popularne sposoby zapamiętywania funkcji trygonometrycznych:
- sin = przeciwległa / przeciwprostokątna (pp)
- cos = przyległa / przeciwprostokątna
- tg = przeciwległa / przyległa
Wartości tangensa dla kątów specjalnych
| Kąt α | tg α | Wartość dziesiętna |
|---|---|---|
| 0° | 0 | 0 |
| 30° | √3/3 | ≈ 0,5774 |
| 45° | 1 | 1 |
| 60° | √3 | ≈ 1,7321 |
| 90° | nie istnieje | ∞ (granica) |
| 120° | -√3 | ≈ -1,7321 |
| 135° | -1 | -1 |
| 150° | -√3/3 | ≈ -0,5774 |
| 180° | 0 | 0 |
Ważne: tg 90° nie istnieje (dzielenie przez zero, bo cos 90° = 0).
Jak zapamiętać wartości tangensa?
Prosta metoda — tangens kątów specjalnych to wzorzec „pierwiastki przez 3″:
- tg 30° = √3 / 3 (mały kąt → mała wartość)
- tg 45° = 1 (obie przyprostokątne równe)
- tg 60° = √3 (duży kąt → duża wartość)
Albo: tg 30° = 1/√3, tg 45° = √3/√3 = 1, tg 60° = √3/1 → wzorzec rosnący!
Wzory z tangensem
Podstawowe tożsamości
| Tożsamość | Wzór |
|---|---|
| Definicja przez sin i cos | tg α = sin α / cos α |
| Jedynka trygonometryczna | sin²α + cos²α = 1 |
| Związek tg i ctg | tg α × ctg α = 1 |
| Tożsamość z tg | 1 + tg²α = 1 / cos²α |
| Tangens sumy | tg(α + β) = (tg α + tg β) / (1 − tg α · tg β) |
| Tangens podwojonego kąta | tg 2α = 2tg α / (1 − tg²α) |
Wykres funkcji tangens
Wykres tg x ma charakterystyczny kształt:
- Okres: π (180°) — wzorzec powtarza się co π
- Asymptoty pionowe: x = 90° + k·180° (k ∈ Z) — tam tg nie istnieje
- Przechodzi przez początek: tg 0 = 0
- Funkcja nieparzysta: tg(-α) = -tg α
- Monotoniczność: rosnąca w każdym przedziale między asymptotami
- Zbiór wartości: cała oś rzeczywista (-∞; +∞)
Cotangens — funkcja odwrotna
Cotangens (ctg) to odwrotność tangensa:
ctg α = cos α / sin α = 1 / tg α
W trójkącie prostokątnym: ctg α = przyprostokątna przyległa / przyprostokątna przeciwległa.
| Kąt α | ctg α |
|---|---|
| 0° | nie istnieje |
| 30° | √3 |
| 45° | 1 |
| 60° | √3/3 |
| 90° | 0 |
Zastosowania tangensa
- Nachylenie terenu / rampy — tg kąta nachylenia = wysokość / długość pozioma
- Wysokość budynku — mierząc kąt patrzenia z odległości d: h = d × tg α
- Fizyka — rozkład sił na równi pochyłej
- Nawigacja — obliczanie kursów i odległości
- Programowanie gier — obliczanie kierunku ruchu, kąta strzału
Zadania z rozwiązaniami
Zadanie 1
Treść: W trójkącie prostokątnym przyprostokątna przeciwległa do kąta α wynosi 5 cm, a przyległa 12 cm. Oblicz tg α.
Rozwiązanie: tg α = 5/12 ≈ 0,4167
Zadanie 2
Treść: Z odległości 50 m od budynku mierzysz kąt patrzenia na szczyt = 35°. Jak wysoki jest budynek? (tg 35° ≈ 0,7)
Rozwiązanie: h = 50 × tg 35° = 50 × 0,7 = 35 m
Zadanie 3
Treść: Oblicz tg α, jeśli sin α = 3/5 i α jest kątem ostrym.
Rozwiązanie:
cos²α = 1 − sin²α = 1 − 9/25 = 16/25 → cos α = 4/5
tg α = sin α / cos α = (3/5) / (4/5) = 3/4 = 0,75
FAQ — Najczęściej zadawane pytania
Tangens (tg) to funkcja trygonometryczna. W trójkącie prostokątnym tangens kąta ostrego to stosunek przyprostokątnej przeciwległej do przyprostokątnej przyległej. Można go też zdefiniować jako tg α = sin α / cos α.
tg 45° = 1. To dlatego, że w trójkącie prostokątnym równoramiennym (kąty 45°-45°-90°) obie przyprostokątne są równe, więc ich stosunek wynosi 1.
Ponieważ tg α = sin α / cos α, a cos 90° = 0. Dzielenie przez zero jest niewykonalne, dlatego tg 90° nie istnieje. Na wykresie funkcji tangens widać asymptotę pionową w x = 90°.
Powiązane artykuły
Matematyka
Pole prostokąta – wzór, obliczenia, przykłady zadań i najczęstsze błędy
Pole prostokąta obliczamy ze wzoru P = a · b, gdzie a i b to długości sąsiednich boków (długość i szerokość). Wynik zawsze wyrażamy w...
Matematyka
Wartość bezwzględna – definicja, właściwości, równania, nierówności i wykres
Wartość bezwzględna liczby x (oznaczana |x|) to odległość tej liczby od zera na osi liczbowej. Ponieważ odległość jest zawsze nieujemna, wartość bezwzględna wynosi ≥ 0...
Matematyka
Figury geometryczne – podział, rodzaje, właściwości i wzory
Figury geometryczne to podstawowe pojęcie w matematyce, z którym uczniowie spotykają się od pierwszych klas szkoły podstawowej aż po maturę. Obejmują zarówno proste kształty płaskie,...