EssayAI
Блог
Блог
Математика и алгоритмы

Формулы приведения тангенса и котангенса

16 июня 2026Время чтения: 7 минут
#формулы приведения#тангенс#котангенс#тригонометрия#упрощение выражений
Формулы приведения тангенса и котангенса

Формулы приведения позволяют выразить тригонометрическую функцию от угла вида 90°k±α90°k \pm \alpha через функцию самого угла α\alpha. Для синуса и косинуса это хорошо известно, а вот с тангенсом и котангенсом у студентов возникают типичные ошибки: забывают про смену функции или путают знак. Ниже разберём два правила, которые полностью описывают все случаи, и сразу применим их в интерактивном калькуляторе.

Два правила, которые надо знать наизусть

Всё поведение формул приведения для tg\operatorname{tg} и ctg\operatorname{ctg} определяется двумя независимыми вопросами.

Правило 1: меняется ли функция?

Если сдвиг кратен нечётному числу прямых углов (то есть 90°,270°,450°,90°, 270°, 450°, \ldots), функция меняется: tg\operatorname{tg} превращается в ctg\operatorname{ctg} и наоборот. Если сдвиг кратен чётному числу прямых углов (180°,360°,180°, 360°, \ldots), функция остаётся той же.

Мнемоника: «нечётный - меняет, чётный - не меняет». Это же правило работает для sin/cos\sin/\cos, только там нечётный сдвиг меняет sincos\sin \leftrightarrow \cos.

Правило 2: каков знак?

Знак результата совпадает со знаком исходной функции в том четверти единичной окружности, в которой оказывается угол 90°k±α90°k \pm \alpha при остром α(0°,90°)\alpha \in (0°, 90°). Считайте угол как обычно: tg\operatorname{tg} положителен в I и III четвертях, отрицателен во II и IV; ctg\operatorname{ctg} - так же.

Единичная окружность: угол alpha (синий) обходит все сдвиги 90deg, 180deg, 270deg, 360deg; красный маркер показывает результат и подпись формулы. Знак меняется при переходе через ось, а функция (tg/ctg) переключается у нечётных сдвигов

Полная таблица формул для тангенса

Запишем все восемь случаев через острый угол α\alpha:

tg(90°α)=ctgα,tg(90°+α)=ctgα,tg(180°α)=tgα,tg(180°+α)=tgα,tg(270°α)=ctgα,tg(270°+α)=ctgα,tg(360°α)=tgα,tg(360°+α)=tgα.\begin{aligned} \operatorname{tg}(90° - \alpha) &= \operatorname{ctg}\,\alpha, & \operatorname{tg}(90° + \alpha) &= -\operatorname{ctg}\,\alpha, \\ \operatorname{tg}(180° - \alpha) &= -\operatorname{tg}\,\alpha, & \operatorname{tg}(180° + \alpha) &= \operatorname{tg}\,\alpha, \\ \operatorname{tg}(270° - \alpha) &= \operatorname{ctg}\,\alpha, & \operatorname{tg}(270° + \alpha) &= -\operatorname{ctg}\,\alpha, \\ \operatorname{tg}(360° - \alpha) &= -\operatorname{tg}\,\alpha, & \operatorname{tg}(360° + \alpha) &= \operatorname{tg}\,\alpha. \end{aligned}

Два столбца сразу показывают паттерн: знаки чередуются в зависимости от того, попадает ли результирующий угол в «положительную» или «отрицательную» четверть.

Полная таблица для котангенса

Для котангенса картина симметрична: функция меняется там же (при нечётных сдвигах), знак определяется аналогично.

ctg(90°α)=tgα,ctg(90°+α)=tgα,ctg(180°α)=ctgα,ctg(180°+α)=ctgα,ctg(270°α)=tgα,ctg(270°+α)=tgα,ctg(360°α)=ctgα,ctg(360°+α)=ctgα.\begin{aligned} \operatorname{ctg}(90° - \alpha) &= \operatorname{tg}\,\alpha, & \operatorname{ctg}(90° + \alpha) &= -\operatorname{tg}\,\alpha, \\ \operatorname{ctg}(180° - \alpha) &= -\operatorname{ctg}\,\alpha, & \operatorname{ctg}(180° + \alpha) &= \operatorname{ctg}\,\alpha, \\ \operatorname{ctg}(270° - \alpha) &= \operatorname{tg}\,\alpha, & \operatorname{ctg}(270° + \alpha) &= -\operatorname{tg}\,\alpha, \\ \operatorname{ctg}(360° - \alpha) &= -\operatorname{ctg}\,\alpha, & \operatorname{ctg}(360° + \alpha) &= \operatorname{ctg}\,\alpha. \end{aligned}

Обратите внимание: ctg(90°α)=tgα\operatorname{ctg}(90° - \alpha) = \operatorname{tg}\,\alpha - это хорошо известное соотношение «тангенс и котангенс дополнительных углов». Формулы приведения просто обобщают его на все четверти.

Таблица формул приведения для тг и ctg: стрелки показывают смену функции при нечётных сдвигах и сохранение при чётных
Таблица формул приведения для тг и ctg: стрелки показывают смену функции при нечётных сдвигах и сохранение при чётных

Вывод формул: почему это так работает

Рассмотрим вывод для двух показательных случаев.

Случай tg(90°+α)\operatorname{tg}(90° + \alpha).

По определению tgφ=sinφcosφ\operatorname{tg}\,\varphi = \dfrac{\sin\varphi}{\cos\varphi}. Применим формулы приведения для синуса и косинуса:

sin(90°+α)=cosα,cos(90°+α)=sinα.\sin(90° + \alpha) = \cos\alpha, \qquad \cos(90° + \alpha) = -\sin\alpha.

Тогда:

tg(90°+α)=cosαsinα=ctgα.\operatorname{tg}(90° + \alpha) = \frac{\cos\alpha}{-\sin\alpha} = -\operatorname{ctg}\,\alpha.

Функция сменилась (был tg\operatorname{tg}, стал ctg\operatorname{ctg}), знак отрицательный - угол 90°+α90° + \alpha при остром α\alpha лежит во второй четверти, где тангенс отрицателен.

Случай tg(180°+α)\operatorname{tg}(180° + \alpha).

sin(180°+α)=sinα,cos(180°+α)=cosα.\sin(180° + \alpha) = -\sin\alpha, \qquad \cos(180° + \alpha) = -\cos\alpha. tg(180°+α)=sinαcosα=tgα.\operatorname{tg}(180° + \alpha) = \frac{-\sin\alpha}{-\cos\alpha} = \operatorname{tg}\,\alpha.

Минусы сократились, функция осталась прежней. Именно поэтому тангенс имеет период 180°180°: tg(α+180°)=tgα\operatorname{tg}(\alpha + 180°) = \operatorname{tg}\,\alpha при всех допустимых α\alpha.

Аналогичный вывод для котангенса: ctgφ=cosφsinφ\operatorname{ctg}\,\varphi = \dfrac{\cos\varphi}{\sin\varphi}, и при подстановке формул для sin/cos\sin/\cos получаются соответствующие соотношения из таблицы выше.

Период тангенса и котангенса

Формулы приведения напрямую связаны с периодичностью. Из строк таблицы с 360°360° видно, что:

tg(360°+α)=tgα,ctg(360°+α)=ctgα.\operatorname{tg}(360° + \alpha) = \operatorname{tg}\,\alpha, \qquad \operatorname{ctg}(360° + \alpha) = \operatorname{ctg}\,\alpha.

Но и из строк с 180°180°:

tg(180°+α)=tgα,ctg(180°+α)=ctgα.\operatorname{tg}(180° + \alpha) = \operatorname{tg}\,\alpha, \qquad \operatorname{ctg}(180° + \alpha) = \operatorname{ctg}\,\alpha.

Это означает, что период тангенса и котангенса равен 180°180° (или π\pi в радианах), а не 360°360°. Это отличает их от синуса и косинуса, у которых период 360°360°. На графике это видно как симметрия кривой: каждые 180°180° узор повторяется.

Применение в задачах на упрощение

Формулы приведения используют в двух типах задач.

Тип 1: вычислить точное значение. Например, tg120°\operatorname{tg}\,120°. Запишем 120°=180°60°120° = 180° - 60°:

tg(180°60°)=tg60°=3.\operatorname{tg}(180° - 60°) = -\operatorname{tg}\,60° = -\sqrt{3}.

Или tg210°=tg(180°+30°)=tg30°=13\operatorname{tg}\,210° = \operatorname{tg}(180° + 30°) = \operatorname{tg}\,30° = \dfrac{1}{\sqrt{3}}.

Тип 2: упростить выражение с буквенным α\alpha. Например:

tg(270°α)tg(90°+α).\operatorname{tg}(270° - \alpha) \cdot \operatorname{tg}(90° + \alpha).

По таблице: tg(270°α)=ctgα\operatorname{tg}(270° - \alpha) = \operatorname{ctg}\,\alpha и tg(90°+α)=ctgα\operatorname{tg}(90° + \alpha) = -\operatorname{ctg}\,\alpha. Произведение:

ctgα(ctgα)=ctg2α.\operatorname{ctg}\,\alpha \cdot (-\operatorname{ctg}\,\alpha) = -\operatorname{ctg}^2\alpha.

Такие упрощения часто встречаются в ЕГЭ, где итоговый ответ должен содержать только tgα\operatorname{tg}\,\alpha или ctgα\operatorname{ctg}\,\alpha без сдвигов.

Частые ошибки

  • Забыть сменить функцию при нечётном сдвиге. Написать tg(90°+α)=tgα\operatorname{tg}(90° + \alpha) = -\operatorname{tg}\,\alpha вместо ctgα-\operatorname{ctg}\,\alpha - это самая распространённая ошибка. При нечётном kk tg\operatorname{tg} превращается в ctg\operatorname{ctg} и наоборот.
  • Перепутать знак для 270°270°. Из-за того, что 270°=390°270° = 3 \cdot 90°, многие интуитивно ставят знак «как у 90°90°» - но знак зависит не только от кратности, а от конкретной четверти угла 270°±α270° \pm \alpha.
  • Применять формулу к аргументу в радианах, ориентируясь на градусные таблицы. Если задача в радианах, нужно убедиться, что π/2\pi/2 соответствует 90°90°, π\pi - 180°180° и так далее, прежде чем пользоваться таблицей.
  • Игнорировать область допустимых значений. Формулы приведения справедливы при всех α\alpha, но tg\operatorname{tg} и ctg\operatorname{ctg} имеют свои асимптоты. Если α=90°\alpha = 90°, то tgα\operatorname{tg}\,\alpha не определён, и формула приведения просто даст неопределённость с другой стороны.
  • Использовать ctgα=1/tgα\operatorname{ctg}\,\alpha = 1/\operatorname{tg}\,\alpha без проверки. Это верно только при tgα0\operatorname{tg}\,\alpha \neq 0 и при определённости обоих. В формулах приведения лучше работать напрямую через sin/cos\sin/\cos.

FAQ

Почему тангенс меняется на котангенс при сдвиге на 90°90°, а синус на косинус?

Потому что tg(90°+α)=sin(90°+α)/cos(90°+α)=cosα/(sinα)=ctgα\operatorname{tg}(90° + \alpha) = \sin(90° + \alpha)/\cos(90° + \alpha) = \cos\alpha/(-\sin\alpha) = -\operatorname{ctg}\,\alpha. В числителе получается косинус, в знаменателе - со знаком синус. Отношение «косинус к синусу» - это и есть котангенс. То же самое происходит при любом нечётном сдвиге: после подстановки формул для sin/cos\sin/\cos числитель и знаменатель меняются местами.

Как быстро вспомнить знак на экзамене, не заучивая таблицу?

Нарисуйте единичную окружность, отметьте угол 90°k±α90°k \pm \alpha при остром α\alpha (достаточно одного-двух значений, например α=30°\alpha = 30°). Определите, в какой четверти оказался результирующий угол. В I и III четвертях тангенс (и котангенс) положительны, во II и IV - отрицательны. Это займёт 10-15 секунд и даст правильный знак без заучивания.

Работают ли формулы приведения для отрицательных α\alpha или α>90°\alpha > 90°?

Формально - да, формулы справедливы при любом α\alpha из области допустимых значений. Но на практике их применяют, чтобы свести аргумент к острому углу. Если α\alpha вышел за 90°90°, сначала используйте формулы приведения снова или свойство периодичности.

Коротко

Формулы приведения для тангенса и котангенса работают по двум правилам: нечётный сдвиг (90°,270°,90°, 270°, \ldots) меняет функцию (tgctg\operatorname{tg} \leftrightarrow \operatorname{ctg}), чётный (180°,360°180°, 360°) оставляет прежней; знак определяется четвертью, в которой оказывается угол 90°k±α90°k \pm \alpha. Запомнив эти два принципа и умея быстро определять знак по единичной окружности, можно воспроизвести всю таблицу за несколько секунд, не заучивая каждую строку отдельно.

Доверьте текст нейросети EssayAI

Открыть EssayAI

Бесплатно, на русском языке и без VPN

Читайте также