OdrabiamyPremiumBasicfiszki
÷×

Wartości trygonometryczne dla kątów $30^\circ$, $45^\circ$ i $60^\circ$

Matematyka

Zestaw pomaga opanować wartości funkcji trygonometrycznych dla kątów 3030^\circ, 4545^\circ i 6060^\circ oraz ich związek z bokami trójkątów szczególnych. Znajdziesz tu fiszki, quiz i notatkę z najważniejszymi wzorami, interpretacją geometryczną i typowymi zastosowaniami maturalnymi.

8 fiszek18 pytań · 2 etapynotatkaSzkoła średnia

1.Sinus kąta ostrego

W trójkącie prostokątnym sinus kąta to stosunek długości przyprostokątnej leżącej naprzeciw tego kąta do długości przeciwprostokątnej. Dla kąta α\alpha zapisujemy: sinα=przeciwległaprzeciwprostokątna\sin\alpha=\frac{\text{przeciwległa}}{\text{przeciwprostokątna}}.

2.Cosinus kąta ostrego

W trójkącie prostokątnym cosinus kąta to stosunek długości przyprostokątnej leżącej przy tym kącie do długości przeciwprostokątnej. Dla kąta α\alpha mamy: cosα=przyległaprzeciwprostokątna\cos\alpha=\frac{\text{przyległa}}{\text{przeciwprostokątna}}.

3.Tangens kąta ostrego

W trójkącie prostokątnym tangens kąta to stosunek długości przyprostokątnej przeciwległej do przyprostokątnej przyległej. Dla kąta α\alpha: tgα=przeciwległaprzyległa=sinαcosα\tg\alpha=\frac{\text{przeciwległa}}{\text{przyległa}}=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}, gdy cosα0\cos\alpha\neq 0.

4.Trójkąt 4545^\circ-4545^\circ-9090^\circ

To trójkąt prostokątny równoramienny. Jeśli przyprostokątne mają długość 11, to z twierdzenia Pitagorasa przeciwprostokątna ma długość 2\sqrt{2}. Stąd sin45=cos45=22\sin45^\circ=\cos45^\circ=\frac{\sqrt{2}}{2} oraz tg45=1\tg45^\circ=1.

5.Trójkąt 3030^\circ-6060^\circ-9090^\circ

Powstaje po przecięciu trójkąta równobocznego wysokością. Długości boków są w stosunku 1:3:21:\sqrt{3}:2. Dzięki temu sin30=12\sin30^\circ=\frac{1}{2}, cos30=32\cos30^\circ=\frac{\sqrt{3}}{2}, sin60=32\sin60^\circ=\frac{\sqrt{3}}{2}, cos60=12\cos60^\circ=\frac{1}{2}.

6.Wartości dla kąta 4545^\circ

Dla kąta 4545^\circ mamy: sin45=22\sin45^\circ=\frac{\sqrt{2}}{2}, cos45=22\cos45^\circ=\frac{\sqrt{2}}{2}, tg45=1\tg45^\circ=1. Wynika to z własności trójkąta prostokątnego równoramiennego.

7.Zależność kątów dopełniających

Dla kątów ostrych zachodzi: sinα=cos(90α)\sin\alpha=\cos(90^\circ-\alpha) oraz cosα=sin(90α)\cos\alpha=\sin(90^\circ-\alpha). Dlatego wartości dla 3030^\circ i 6060^\circ są ze sobą powiązane.

8.Jedynka trygonometryczna

Dla dowolnego kąta, dla którego definiujemy sinus i cosinus, zachodzi zależność: sin2α+cos2α=1\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1. Można nią sprawdzać poprawność obliczonych wartości, np. dla 4545^\circ.

Notatka

Po co uczymy się tych wartości

W liceum trzeba znać wartości funkcji trygonometrycznych dla kątów 3030^\circ, 4545^\circ i 6060^\circ, bo są to tzw. kąty szczególne. Pojawiają się w zadaniach z trójkątów prostokątnych, planimetrii, geometrii analitycznej i stereometrii. Bardzo często nie trzeba wtedy używać kalkulatora, tylko rozpoznać odpowiedni trójkąt i skorzystać z gotowych zależności.

Dla kątów ostrych korzystamy z definicji w trójkącie prostokątnym. Sinus to stosunek przyprostokątnej leżącej naprzeciw kąta do przeciwprostokątnej. Cosinus to stosunek przyprostokątnej przyległej do kąta do przeciwprostokątnej. Tangens to stosunek przyprostokątnej przeciwległej do przyległej.

Ważne

W zadaniach najczęstszy błąd polega na pomyleniu przyprostokątnej przyległej z przeciwległą.

Trójkąt 4545^\circ-4545^\circ-9090^\circ

Podstawą do wyznaczenia wartości dla kąta 4545^\circ jest trójkąt prostokątny równoramienny. Jeśli każda przyprostokątna ma długość 11, to z twierdzenia Pitagorasa przeciwprostokątna ma długość 2\sqrt{2}.

Zatem:

  • sin45=12=22\sin45^\circ=\frac{1}{\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{2}}{2}
  • cos45=12=22\cos45^\circ=\frac{1}{\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{2}}{2}
  • tg45=11=1\tg45^\circ=\frac{1}{1}=1

Warto zauważyć, że w tym przypadku sinus i cosinus są równe, ponieważ obie przyprostokątne mają tę samą długość. To szybki sposób na sprawdzenie, czy wynik jest sensowny.

Przykład

Jeśli w trójkącie prostokątnym jeden z kątów ostrych ma 4545^\circ, to przyprostokątne są równe.

Trójkąt 3030^\circ-6060^\circ-9090^\circ

Wartości dla kątów 3030^\circ i 6060^\circ wyprowadza się z trójkąta równobocznego. Gdy podzielimy go wysokością, otrzymamy dwa przystające trójkąty prostokątne o kątach 3030^\circ, 6060^\circ i 9090^\circ.

Jeśli bok trójkąta równobocznego ma długość 22, to połowa podstawy ma długość 11, a wysokość z Pitagorasa ma długość 3\sqrt{3}. Otrzymujemy więc stosunek boków:

  • krótsza przyprostokątna: 11
  • dłuższa przyprostokątna: 3\sqrt{3}
  • przeciwprostokątna: 22

Stąd:

  • sin30=12\sin30^\circ=\frac{1}{2}
  • cos30=32\cos30^\circ=\frac{\sqrt{3}}{2}
  • tg30=13=33\tg30^\circ=\frac{1}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}
  • sin60=32\sin60^\circ=\frac{\sqrt{3}}{2}
  • cos60=12\cos60^\circ=\frac{1}{2}
  • tg60=3\tg60^\circ=\sqrt{3}

Zapamiętaj

W trójkącie 3030^\circ-6060^\circ-9090^\circ boki są w stosunku 1:3:21: \sqrt{3}: 2.

Najważniejsze zależności i sposób zapamiętania

Między wartościami dla tych kątów widać kilka prostych zależności. Dla kątów dopełniających do 9090^\circ zachodzi: sinα=cos(90α)\sin\alpha=\cos(90^\circ-\alpha). Dlatego:

  • sin30=cos60\sin30^\circ=\cos60^\circ
  • sin60=cos30\sin60^\circ=\cos30^\circ

Dodatkowo dla kąta 4545^\circ mamy równość:

  • sin45=cos45\sin45^\circ=\cos45^\circ

Warto też pamiętać, że tangens można liczyć ze wzoru:

  • tgα=sinαcosα\tg\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}

Dzięki temu łatwo sprawdzić wyniki:

  • tg30=1232=13\tg30^\circ=\frac{\frac{1}{2}}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=\frac{1}{\sqrt{3}}
  • tg45=2222=1\tg45^\circ=\frac{\frac{\sqrt{2}}{2}}{\frac{\sqrt{2}}{2}}=1
  • tg60=3212=3\tg60^\circ=\frac{\frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{1}{2}}=\sqrt{3}

Przydatna jest także jedynka trygonometryczna:

  • sin2α+cos2α=1\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1

Można nią sprawdzać poprawność obliczeń, zwłaszcza dla kąta 4545^\circ.

Typowe zastosowania maturalne

W zadaniach maturalnych te wartości pojawiają się najczęściej przy obliczaniu długości boków, pól figur i miar kątów. Gdy w trójkącie prostokątnym znasz jeden bok i jeden z kątów równy 3030^\circ, 4545^\circ albo 6060^\circ, zwykle można od razu zastosować odpowiednią wartość sinusa, cosinusa lub tangensa.

Często spotykane sytuacje:

  • obliczanie brakującego boku w trójkącie prostokątnym,
  • porównywanie wartości wyrażeń z funkcjami trygonometrycznymi,
  • korzystanie ze wzoru na pole trójkąta P=12absinγP=\frac{1}{2}ab\sin\gamma,
  • sprawdzanie, czy wynik jest możliwy, na przykład czy cosinus nie wyszedł większy od 11.

Dobrą strategią jest najpierw rozpoznać, z którym z dwóch trójkątów szczególnych mamy do czynienia, a dopiero potem liczyć. Jeśli w zadaniu pojawia się kąt 4545^\circ, myśl o trójkącie równoramiennym. Jeśli pojawia się 3030^\circ lub 6060^\circ, myśl o połowie trójkąta równobocznego.

Quizy w tym zestawie

18 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.