Задание по тригонометрии Точка единичной окружности, лежащая в конце дуги π/6, начала равномерное движение по окружности в положительном направлении со скоростью 4π/3 рад/с. В какой четверти окажется точка через: 1) 2 с; 2) 3 с; 3) 4 с; 4) 10 с?
Чтобы определить, в какой четверти окажется точка, начнем с исходного положения точки на единичной окружности. Точка находится на угле (\frac{\pi}{6}) радиан (или 30 градусов), что соответствует первой четверти.
Скорость точки равна ( \frac{4\pi}{3} ) рад/с. Теперь рассчитаем угол, на который точка переместится за определенное время, используя формулу:
[ \Delta \theta = \omega \cdot t ]
где ( \omega ) — угловая скорость, ( t ) — время.
Теперь давайте найдем, в какой четверти будет находиться точка через разные интервалы времени:
Чтобы определить, в какой четверти окажется точка, начнем с исходного положения точки на единичной окружности. Точка находится на угле (\frac{\pi}{6}) радиан (или 30 градусов), что соответствует первой четверти.
Скорость точки равна ( \frac{4\pi}{3} ) рад/с. Теперь рассчитаем угол, на который точка переместится за определенное время, используя формулу:
[
\Delta \theta = \omega \cdot t
]
где ( \omega ) — угловая скорость, ( t ) — время.
Теперь давайте найдем, в какой четверти будет находиться точка через разные интервалы времени:
1) Через 2 секунды:
[
\Delta \theta = \frac{4\pi}{3} \cdot 2 = \frac{8\pi}{3}
]
Теперь найдем полный оборот (поскольку ( 2\pi ) радиан соответствуют полному кругу):
[
\frac{8\pi}{3} \div 2\pi = \frac{8}{6} = \frac{4}{3} \quad \text{(полных оборотов)}
]
Для нахождения угла после 2 секунд, вычтем количество полных оборотов:
[
\frac{8\pi}{3} - 2\cdot2\pi = \frac{8\pi}{3} - \frac{12\pi}{3} = -\frac{4\pi}{3}
]
Теперь добавим ( 2\pi ) для получения положительного угла:
[
-\frac{4\pi}{3} + 2\pi = -\frac{4\pi}{3} + \frac{6\pi}{3} = \frac{2\pi}{3}
]
Угол (\frac{2\pi}{3}) находится во второй четверти.
2) Через 3 секунды:
[
\Delta \theta = \frac{4\pi}{3} \cdot 3 = 4\pi
]
Для определения положения на окружности:
[
4\pi \div 2\pi = 2 \quad \text{(полных оборотов)}
]
Так как это ровно два полных оборота, положение точки совпадает с исходным углом (\frac{\pi}{6}), который в первой четверти.
3) Через 4 секунды:
[
\Delta \theta = \frac{4\pi}{3} \cdot 4 = \frac{16\pi}{3}
]
Находим количество полных оборотов:
[
\frac{16\pi}{3} \div 2\pi = \frac{16}{6} = \frac{8}{3} \quad \text{(полных оборотов)}
]
Вычтем два полных оборота:
[
\frac{16\pi}{3} - 2\cdot2\pi = \frac{16\pi}{3} - \frac{12\pi}{3} = \frac{4\pi}{3}
]
Угол (\frac{4\pi}{3}) находится в третьей четверти.
4) Через 10 секунд:
[
\Delta \theta = \frac{4\pi}{3} \cdot 10 = \frac{40\pi}{3}
]
Находим количество полных оборотов:
[
\frac{40\pi}{3} \div 2\pi = \frac{40}{6} = \frac{20}{3} \quad \text{(полных оборотов)}
]
Вычтем 10 (из 20/3):
[
\frac{40\pi}{3} - 10\cdot2\pi = \frac{40\pi}{3} - \frac{60\pi}{3} = -\frac{20\pi}{3}
]
Прибавим ( 2\pi ):
[
-\frac{20\pi}{3} + 2\cdot 2\pi = -\frac{20\pi}{3} + \frac{12\pi}{3} = -\frac{8\pi}{3}
]
Прибавим еще один круг:
[
-\frac{8\pi}{3} + 2\cdot 2\pi = -\frac{8\pi}{3} + \frac{24\pi}{3} = \frac{16\pi}{3}
]
Теперь находим четное количество оборотов:
[
\frac{16\pi}{3} - 2\cdot2\pi = \frac{16\pi}{3} - \frac{12\pi}{3} = \frac{4\pi}{3}
]
Итак, (\frac{4\pi}{3}) находится в третьей четверти.
Подытожим:
Через 2 с — вторая четверть.Через 3 с — первая четверть.Через 4 с — третья четверть.Через 10 с — третья четверть.