PR34

Wzory na kąt podwojony i sumy trygonometryczne — klucz maturalny, poziom rozszerzony

PriorytetBważny po opanowaniu filarów
Częstotliwość3/7arkuszy 2020–2026
Punkty w arkuszu2 pkt
Formy zadańotwarte i zamknięte (przekształcanie wyrażeń)
🔑 Sygnał: $\sin 2\alpha=2\sin\alpha\cos\alpha$, $\cos 2\alpha=\cos^2\!\alpha-\sin^2\!\alpha$ - upraszczają wyrażenia.

🎯 Co musisz umieć

  • stosować $\sin 2\alpha=2\sin\alpha\cos\alpha$,
  • stosować $\cos 2\alpha=\cos^2\!\alpha-\sin^2\!\alpha=1-2\sin^2\!\alpha$,
  • obliczać $\sin 2\alpha$ przy danych $\sin\alpha,\cos\alpha$,
  • upraszczać wyrażenia typu $2\sin\alpha\cos\alpha$.

🔍 Jak rozpoznać zadanie

  • $2\sin\alpha\cos\alpha$ - to $\sin 2\alpha$,
  • $\cos^2\!\alpha-\sin^2\!\alpha$ - to $\cos 2\alpha$,
  • dane $\sin\alpha$ i $\cos\alpha$ - policz $\sin 2\alpha$ wprost.

📘 Teoria w pigułce

  • $\sin 2\alpha=2\sin\alpha\cos\alpha$; $\cos 2\alpha=\cos^2\!\alpha-\sin^2\!\alpha=1-2\sin^2\!\alpha=2\cos^2\!\alpha-1$.
  • Wzory pozwalają zamienić funkcje kąta $2\alpha$ na funkcje kąta $\alpha$ (i odwrotnie).
  • Sumy: $\sin\alpha+\sin\beta=2\sin\tfrac{\alpha+\beta}{2}\cos\tfrac{\alpha-\beta}{2}$ (wzór na sumę sinusów).

∑ Najważniejsze wzory

$\sin 2\alpha=2\sin\alpha\cos\alpha$
$\cos 2\alpha=\cos^2\!\alpha-\sin^2\!\alpha$
$\cos 2\alpha=1-2\sin^2\!\alpha$
$\sin^2\!\alpha+\cos^2\!\alpha=1$
$\sin\alpha+\sin\beta=2\sin\tfrac{\alpha+\beta}{2}\cos\tfrac{\alpha-\beta}{2}$

⚙️ Algorytm krok po kroku

  1. Rozpoznaj strukturę wyrażenia (kąt podwojony lub suma).
  2. Zastosuj odpowiedni wzór.
  3. Podstaw znane wartości $\sin\alpha,\cos\alpha$.
  4. Uprość wynik.

⚠️ Najczęstsze pułapki

ŹleDobrzeDlaczego
✗ $\sin 2\alpha=2\sin\alpha$✓ $=2\sin\alpha\cos\alpha$potrzebny czynnik $\cos\alpha$
✗ $\cos 2\alpha=2\cos\alpha$✓ $=\cos^2\!\alpha-\sin^2\!\alpha$to różnica kwadratów
✗ $\sin 2\alpha=\sin^2\!\alpha$✓ $=2\sin\alpha\cos\alpha$nie kwadrat
✗ $\cos 2\alpha=1-\sin^2\!\alpha$✓ $=1-2\sin^2\!\alpha$czynnik $2$ przy $\sin^2$
✗ mylenie sumy z iloczynem✓ suma sinusów ma wzór iloczynowy$2\sin\cos$ średnich kątów

✍️ Przykład wzorcowy typ zadania z kątem podwojonym (rozszerzenie)

Kąt ostry $\alpha$ spełnia $\sin\alpha=\tfrac35$, $\cos\alpha=\tfrac45$. Oblicz $\sin 2\alpha$.

📊 Ślad w prawdziwych arkuszach CKE

Zadania autentyczne. Niżej są prawdziwe zadania z arkuszy CKE — numer i punktacja zgodne z oryginalnym arkuszem. Kliknij rok, aby otworzyć cały arkusz.

RokZadaniaPktCzego dotyczyło
2020—0 pktbrak osobnego zadania
2021—0 pktbrak osobnego zadania
2022—0 pktbrak osobnego zadania
2023zad. 63 pkt$4\sin(4x)\cos(6x)=2\sin(10x)+1.$
2024zad. 105 pkt$\sin(4x)-\sin(2x)=4\cos^{2}x-3$
2025—0 pktbrak osobnego zadania
2026—0 pktbrak osobnego zadania

✍️ Trening: 15 zadań w formacie maturalnym

Zadania autorskie. To nie są przedruki z arkuszy — ułożyliśmy je w formacie maturalnym, na wzorów z tabeli „Ślad w arkuszach CKE” powyżej. Typ, punktacja i poziom trudności odpowiadają realnym zadaniom egzaminacyjnym.

Zadania zamknięte sprawdzają się po kliknięciu odpowiedzi (jedna próba). W otwartych porównaj swoje rozwiązanie z wzorcowym i wystaw samoocenę według schematu punktowania — wynik zapisze się na koncie.

PR34.1zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Wyrażenie $2\sin\alpha\cos\alpha$ jest równe

A$\sin 2\alpha$
B$\cos 2\alpha$
C$\sin^2\!\alpha$
D$1$
PR34.2zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Wyrażenie $\cos^2\!\alpha-\sin^2\!\alpha$ jest równe

A$\sin 2\alpha$
B$\cos 2\alpha$
C$1$
D$\cos\alpha$
PR34.3zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Jeśli $\alpha=45^\circ$, to $\sin 2\alpha$ jest równe

A$0$
B$\tfrac{\sqrt2}{2}$
C$1$
D$\tfrac12$
PR34.4zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Wyrażenie $2\sin 30^\circ\cos 30^\circ$ jest równe

A$\tfrac12$
B$1$
C$\sqrt3$
D$\tfrac{\sqrt3}{2}$
PR34.5odpowiedź krótka★★★ 0–1 pkt🔗

Kąt ostry $\alpha$ spełnia $\sin\alpha=\tfrac35$, $\cos\alpha=\tfrac45$. Oblicz $\sin 2\alpha$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 1 pkt
PR34.6zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Wyrażenie $1-2\sin^2\!\alpha$ jest równe

A$\cos 2\alpha$
B$\sin 2\alpha$
C$\cos\alpha$
D$0$
PR34.7zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Jeśli $\alpha=90^\circ$ ($\sin\alpha=1$, $\cos\alpha=0$), to $\sin 2\alpha$ jest równe

A$2$
B$0$
C$1$
D$-1$
PR34.8zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Wyrażenie $\sin 2\alpha$ przy $\sin\alpha=\tfrac{\sqrt2}{2}$, $\cos\alpha=\tfrac{\sqrt2}{2}$ jest równe

A$\tfrac12$
B$\tfrac{\sqrt2}{2}$
C$1$
D$2$
PR34.9zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Wyrażenie $2\cos^2\!\alpha-1$ jest równe

A$\sin 2\alpha$
B$1$
C$\cos\alpha$
D$\cos 2\alpha$
PR34.10otwarte★★★ 0–2 pkt🔗

Kąt ostry $\alpha$ spełnia $\sin\alpha=\tfrac{12}{13}$, $\cos\alpha=\tfrac{5}{13}$. Oblicz $\sin 2\alpha$ oraz $\cos 2\alpha$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 2 pkt
PR34.11zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Kąt ostry $\alpha$ spełnia $\sin\alpha=\tfrac{5}{13}$, $\cos\alpha=\tfrac{12}{13}$. Wartość $\sin2\alpha$ jest równa

A$\tfrac{120}{169}$
B$\tfrac{60}{169}$
C$\tfrac{10}{13}$
D$\tfrac{17}{13}$
PR34.12zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Jeśli $\alpha=60^\circ$, to $\sin2\alpha$ jest równe

A$1$
B$\tfrac{\sqrt3}{2}$
C$\tfrac12$
D$\sqrt3$
PR34.13zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Jeśli $\alpha=45^\circ$, to $\cos2\alpha$ jest równe

A$1$
B$\tfrac12$
C$0$
D$\tfrac{\sqrt2}{2}$
PR34.14zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Kąt ostry $\alpha$ spełnia $\sin\alpha=\tfrac35$, $\cos\alpha=\tfrac45$. Wartość $\sin 2\alpha$ jest równa

A$\tfrac{12}{25}$
B$\tfrac{6}{5}$
C$\tfrac{7}{25}$
D$\tfrac{24}{25}$
PR34.15odpowiedź krótka★★★ 0–1 pkt🔗

Kąt ostry $\alpha$ spełnia $\sin\alpha=\tfrac35$. Oblicz $\cos 2\alpha$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 1 pkt
Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś
— to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.

🚀 Załóż konto za darmo → 📄 Przeglądaj arkusze ✉️ Napisz do nas