OdrabiamyPremiumBasicfiszki
÷×

Trójkąty prostokątne i trygonometria

Matematyka

Zestaw pomaga opanować rozwiązywanie trójkątów prostokątnych z użyciem funkcji trygonometrycznych. Zawiera najważniejsze zależności, wzory, przykłady typowych obliczeń oraz pytania w stylu szkolnym i maturalnym.

12 fiszek20 pytań · 2 etapynotatkaSzkoła średnia

1.Trójkąt prostokątny

Trójkąt, w którym jeden kąt ma miarę 9090^\circ. Bok leżący naprzeciw tego kąta to przeciwprostokątna, a dwa pozostałe boki to przyprostokątne.

2.Przeciwprostokątna

Bok trójkąta prostokątnego leżący naprzeciw kąta prostego. Jest najdłuższym bokiem w tym trójkącie.

3.Przyprostokątne

Dwa boki trójkąta prostokątnego, które tworzą kąt prosty. Ich długości wykorzystuje się m.in. w twierdzeniu Pitagorasa.

4.Sinus kąta ostrego

W trójkącie prostokątnym sinα=przyprostokątna naprzeciw αprzeciwprostokątna\sin \alpha = \frac{\text{przyprostokątna naprzeciw }\alpha}{\text{przeciwprostokątna}}. Pozwala wiązać kąt z bokami.

5.Cosinus kąta ostrego

W trójkącie prostokątnym cosα=przyprostokątna przyległa do αprzeciwprostokątna\cos \alpha = \frac{\text{przyprostokątna przyległa do }\alpha}{\text{przeciwprostokątna}}.

6.Tangens kąta ostrego

W trójkącie prostokątnym tgα=przyprostokątna naprzeciw αprzyprostokątna przyległa do α\tg \alpha = \frac{\text{przyprostokątna naprzeciw }\alpha}{\text{przyprostokątna przyległa do }\alpha}. Nie używa przeciwprostokątnej.

7.Jedynka trygonometryczna

Dla kąta ostrego zachodzi zależność sin2α+cos2α=1\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1. Umożliwia obliczenie jednej funkcji trygonometrycznej z drugiej.

8.Związek tangensa z sinusem i cosinusem

Jeśli cosα0\cos \alpha \neq 0, to tgα=sinαcosα\tg \alpha = \frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}. Dzięki temu można wyznaczyć tangens, znając sinus i cosinus.

9.Twierdzenie Pitagorasa

W trójkącie prostokątnym o przyprostokątnych aa, bb i przeciwprostokątnej cc zachodzi a2+b2=c2a^2+b^2=c^2. Służy do obliczania brakującego boku.

10.Kąty ostre w trójkącie prostokątnym

Suma dwóch kątów ostrych w trójkącie prostokątnym wynosi 9090^\circ. Gdy znamy jeden z nich, drugi obliczamy jako 90α90^\circ-\alpha.

11.Wartości szczególne

Najczęściej używane wartości to: sin30=12\sin 30^\circ=\frac{1}{2}, cos30=32\cos 30^\circ=\frac{\sqrt{3}}{2}, sin45=cos45=22\sin 45^\circ=\cos 45^\circ=\frac{\sqrt{2}}{2}, sin60=32\sin 60^\circ=\frac{\sqrt{3}}{2}, cos60=12\cos 60^\circ=\frac{1}{2}, tg45=1\tg 45^\circ=1.

12.Pole trójkąta prostokątnego

Pole trójkąta prostokątnego można obliczyć ze wzoru P=12abP=\frac{1}{2}ab, gdzie aa i bb są przyprostokątnymi. Jest to szczególny przypadek wzoru na pole trójkąta.

Notatka

1. Na czym polega rozwiązywanie trójkąta prostokątnego

Rozwiązać trójkąt prostokątny to wyznaczyć wszystkie jego boki i kąty na podstawie części danych. W trójkącie prostokątnym jeden kąt ma zawsze 9090^\circ, więc do ustalenia pozostają dwa kąty ostre i trzy boki.

Najważniejsze jest poprawne rozpoznanie boków względem wybranego kąta ostrego.

  • przeciwprostokątna leży naprzeciw kąta prostego
  • przyprostokątna przyległa leży przy rozważanym kącie ostrym
  • przyprostokątna naprzeciw leży naprzeciw rozważanego kąta ostrego

W praktyce szkolnej najczęściej korzysta się z twierdzenia Pitagorasa oraz z definicji sinusa, cosinusa i tangensa kąta ostrego. Umiejętność doboru właściwej zależności jest ważniejsza niż samo liczenie.

2. Podstawowe zależności trygonometryczne

Dla kąta ostrego α\alpha w trójkącie prostokątnym obowiązują definicje:

  • sinα=przyprostokątna naprzeciw αprzeciwprostokątna\sin \alpha=\frac{\text{przyprostokątna naprzeciw }\alpha}{\text{przeciwprostokątna}}
  • cosα=przyprostokątna przyległa do αprzeciwprostokątna\cos \alpha=\frac{\text{przyprostokątna przyległa do }\alpha}{\text{przeciwprostokątna}}
  • tgα=przyprostokątna naprzeciw αprzyprostokątna przyległa do α\tg \alpha=\frac{\text{przyprostokątna naprzeciw }\alpha}{\text{przyprostokątna przyległa do }\alpha}

Trzeba pamiętać także o wzorach:

  • sin2α+cos2α=1\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1
  • tgα=sinαcosα\tg \alpha = \frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}
  • jeśli jeden kąt ostry ma miarę α\alpha, to drugi ma miarę 90α90^\circ-\alpha

Warto znać wartości szczególne:

  • sin30=12\sin 30^\circ=\frac{1}{2}, cos30=32\cos 30^\circ=\frac{\sqrt{3}}{2}
  • sin45=cos45=22\sin 45^\circ=\cos 45^\circ=\frac{\sqrt{2}}{2}
  • sin60=32\sin 60^\circ=\frac{\sqrt{3}}{2}, cos60=12\cos 60^\circ=\frac{1}{2}
  • tg45=1\tg 45^\circ=1, tg30=33\tg 30^\circ=\frac{\sqrt{3}}{3}, tg60=3\tg 60^\circ=\sqrt{3}

Te wartości bardzo często pojawiają się w zadaniach maturalnych i pozwalają uniknąć używania kalkulatora.

3. Twierdzenie Pitagorasa i związek z trygonometrią

Jeżeli przyprostokątne mają długości aa i bb, a przeciwprostokątna ma długość cc, to zachodzi wzór:

  • a2+b2=c2a^2+b^2=c^2

Twierdzenie Pitagorasa stosujemy wtedy, gdy znamy dwa boki i chcemy obliczyć trzeci. Trygonometrię stosujemy wtedy, gdy w zadaniu występuje kąt ostry i zależność między bokami.

Często najwygodniej połączyć oba narzędzia. Na przykład z definicji sinusa można wyznaczyć jeden bok, a potem z twierdzenia Pitagorasa obliczyć kolejny. Innym razem znamy dwa boki, więc najpierw liczymy trzeci bok z Pitagorasa, a następnie określamy wartość funkcji trygonometrycznej wybranego kąta.

W zadaniach trzeba uważać, czy dany bok jest naprzeciw kąta, czy do niego przylega. Ten sam bok może być „naprzeciw” jednego kąta ostrego, a „przyległy” do drugiego.

4. Typowe schematy obliczeń

Jeśli znamy kąt ostry i przeciwprostokątną, to:

  • bok naprzeciw kąta obliczamy z sinusa
  • bok przyległy do kąta obliczamy z cosinusa

Jeśli znamy kąt ostry i jedną przyprostokątną, to:

  • z sinusa lub cosinusa można obliczyć przeciwprostokątną
  • z tangensa można obliczyć drugą przyprostokątną

Jeśli znamy dwie przyprostokątne, to:

  • przeciwprostokątną liczymy z twierdzenia Pitagorasa
  • tangens odpowiedniego kąta to iloraz tych przyprostokątnych

Jeśli znamy przeciwprostokątną i jedną przyprostokątną, to:

  • drugą przyprostokątną liczymy z twierdzenia Pitagorasa
  • sinus lub cosinus odpowiedniego kąta to iloraz odpowiednich boków

Przykład: gdy w trójkącie prostokątnym c=10c=10 i kąt ostry ma 3030^\circ, to bok naprzeciw tego kąta wynosi 10sin30=1012=510\cdot \sin 30^\circ=10\cdot\frac{1}{2}=5. Druga przyprostokątna wynosi 10cos30=1032=5310\cdot \cos 30^\circ=10\cdot\frac{\sqrt{3}}{2}=5\sqrt{3}.

5. Jak rozwiązywać zadania tekstowe i rysunkowe

W zadaniach praktycznych najpierw warto wykonać rysunek i oznaczyć dane. Bardzo często trójkąt prostokątny pojawia się w kontekście drabiny opartej o ścianę, cienia, wysokości budynku, przekątnej prostokąta albo kąta nachylenia.

Dobra kolejność pracy jest zwykle taka:

  • narysuj schemat i zaznacz kąt prosty
  • nazwij boki względem wybranego kąta ostrego
  • zapisz zależność trygonometryczną lub twierdzenie Pitagorasa
  • wykonaj obliczenia i sprawdź, czy wynik ma sens

Jeżeli z treści wynika kąt nachylenia do podłoża, to zwykle chodzi o kąt między odcinkiem a poziomem. Jeśli mowa o wysokości obiektu, najczęściej jest ona jedną z przyprostokątnych.

Na maturze ważne jest nie tylko podanie wyniku, ale też poprawny zapis toku rozumowania: wskazanie użytego wzoru i podstawienie danych.

6. Najczęstsze błędy

Najwięcej pomyłek wynika z mylenia boków względem kąta. Uczeń często poprawnie zna wzór, ale podstawia do niego niewłaściwe długości. Dlatego zawsze trzeba dopisać sobie, który bok jest naprzeciw kąta, który przyległy, a który jest przeciwprostokątną.

Częsty błąd to także użycie złej funkcji trygonometrycznej. Gdy w danych nie występuje przeciwprostokątna, wygodny bywa tangens. Gdy występuje przeciwprostokątna, zwykle korzysta się z sinusa albo cosinusa.

Inne typowe pomyłki:

  • zapomnienie, że suma kątów ostrych wynosi 9090^\circ
  • błędne wartości funkcji dla kątów 3030^\circ, 4545^\circ, 6060^\circ
  • brak podzielenia przez 22 przy liczeniu pola trójkąta prostokątnego
  • błędne przekształcenie równania, np. przy wyznaczaniu boku z ułamka

Po obliczeniach warto sprawdzić wynik. Przeciwprostokątna musi być najdłuższym bokiem, a wartości sinusa i cosinusa dla kąta ostrego muszą należeć do przedziału (0,1)(0,1).

Quizy w tym zestawie

20 pytań w 2 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu

Podobne zestawy

Zobacz wszystkie fiszki z matematyki

Zestaw trafi do Twojej „Mojej nauki" — postęp liczysz po swojemu.