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Trigonometry · real student question

下列哪一個和 tan(5π/6) 相等:tan(−π/6)、cot(5π/6)、tan(7π/6),還是 tan(−5π/6)?

Question

下列哪一個與 tan⁡ ⁣(5π6)\tan\!\left(\frac{5\pi}{6}\right) 相等:tan⁡ ⁣(−π6)\tan\!\left(-\frac{\pi}{6}\right)、cot⁡ ⁣(5π6)\cot\!\left(\frac{5\pi}{6}\right)、tan⁡ ⁣(7π6)\tan\!\left(\frac{7\pi}{6}\right),還是 tan⁡ ⁣(−5π6)\tan\!\left(-\frac{5\pi}{6}\right)?

Step-by-step solution

  1. 定出角的位置並求出精確值。 5π6=150∘\frac{5\pi}{6} = 150^\circ 落在第二象限,那裡正弦為正、餘弦為負,所以正切為負。它的參考角是 π−5π6=π6\pi-\frac{5\pi}{6} = \frac{\pi}{6},因此 tan⁡5π6=−tan⁡π6=−13≈−0.5774.\tan\frac{5\pi}{6} = -\tan\frac{\pi}{6} = -\frac{1}{\sqrt3} \approx -0.5774.

  2. 用正切的奇對稱檢驗 tan(−π/6)。 tan⁡(−θ)=−tan⁡θ\tan(-\theta) = -\tan\theta,所以 tan⁡ ⁣(−π6)=−tan⁡π6=−13.\tan\!\left(-\frac{\pi}{6}\right) = -\tan\frac{\pi}{6} = -\frac{1}{\sqrt3}. 這是完全吻合。

  3. 排除 cot(5π/6)。 餘切是倒數,不是同一個函數:cot⁡5π6=1−1/3=−3≈−1.7321\cot\frac{5\pi}{6} = \frac{1}{-1/\sqrt3} = -\sqrt3 \approx -1.7321。正負號相同,但大小不對。

  4. 排除 tan(7π/6)。 正切的週期是 π\pi,所以 tan⁡7π6=tan⁡ ⁣(7π6−π)=tan⁡π6=+13\tan\frac{7\pi}{6} = \tan\!\left(\frac{7\pi}{6}-\pi\right) = \tan\frac{\pi}{6} = +\frac{1}{\sqrt3}。這個角在第三象限,那裡正切為正——正負號錯了。

  5. 排除 tan(−5π/6)。 由奇函數的性質,tan⁡ ⁣(−5π6)=−tan⁡5π6=+13\tan\!\left(-\frac{5\pi}{6}\right) = -\tan\frac{5\pi}{6} = +\frac{1}{\sqrt3}——正負號同樣錯了,事實上它正是目標值的相反數。

  6. 寫出答案與一般規則。 只有 tan⁡ ⁣(−π6)\tan\!\left(-\frac{\pi}{6}\right) 成立。一般而言,對任何整數 kk 都有 tan⁡θ=tan⁡(θ+kπ)\tan\theta = \tan(\theta+k\pi),而這裡 5π6−π=−π6\frac{5\pi}{6}-\pi = -\frac{\pi}{6}——這兩個角剛好相差一個週期。

Answer

tan⁡ ⁣(−π6)=tan⁡ ⁣(5π6)=−13=−33\tan\!\left(-\frac{\pi}{6}\right) = \tan\!\left(\frac{5\pi}{6}\right) = -\frac{1}{\sqrt3} = -\frac{\sqrt3}{3}

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