Zadanie MATURA 2015: Jaka jest wartość wyrażenia sinα + sin (180º – α)? (p. rozszerzony)

Teoria potrzebna do zadania:

Wzór na sinus różnicy:

$$\textrm{sin(α-β) = sinαcosβ – cosαsinβ}$$

Wzory redukcyjne:

I ćwiartka
II ćwiartka
II ćwiartka
III ćwiartka
III ćwiartka
IV ćwiartka
IV ćwiartka
IV ćwiartka
α 90º – α 90º + α 180º – α 180º + α 270º – α 270º + α 360º – α – α
π/2 – α π/2 + α π – α π + α 3π/2 – α 3π/2 + α 2π – α – α
sinα cosα cosα sinα -sinα – sinα – cosα – sinα – sinα
cosα sinα – sinα – cosα – cosα – cosα sinα cosα cosα
tgα ctgα – ctgα – tgα tgα tgα – ctgα – tgα – tgα
ctgα tgα – tgα -ctgα ctgα ctgα – tgα -tgα – ctgα

Zadanie:

Zadanie: Dla dowolnego kąta α wartość wyrażenia sinα + sin(180º – α) jest równa wartości wyrażenia

$$ \textrm{A. } sin2 \alpha \textrm{,      B. } -sin \alpha \textrm{,      C. } 2sin \alpha \textrm{,      D.} 0 $$

Rozwiązanie – sposób I

Mamy wyrażenie:

$$ sin \alpha  + sin \alpha (180º – \alpha) $$

Z wzorów redukcyjnych wiemy, że

$$ sin \alpha (180º – \alpha) = sin \alpha $$

Więc

$$ sin \alpha  + \underbrace{sin \alpha (180º – \alpha)}_{sin \alpha} =  sin \alpha + sin \alpha = 2sin \alpha$$

Rozwiązanie – sposób II

Możemy skorzystać z wzoru na sinus różnicy, wówczas:

$$ sin \alpha (180º – \alpha) = \underbrace{sin180º}_{0} cos \alpha – \underbrace{cos 180º}_{-1} sin \alpha = sin \alpha $$

Wówczas nasze wyrażenie będzie wyglądało tak:

$$ sin \alpha  + sin \alpha (180º – \alpha) = sin \alpha + sin \alpha = 2sin \alpha $$

Prawidłową odpowiedzią jest zatem odpowiedź C

To już koniec zadania. Zadanie to pojawiło się na egzaminie maturalnym w czerwcu 2015 – poziom rozszerzony