Wartości trygonometryczne dla kątów $30^\circ$, $45^\circ$ i $60^\circ$
Matematyka
Zestaw pomaga opanować wartości funkcji trygonometrycznych dla kątów , i oraz ich związek z bokami trójkątów szczególnych. Znajdziesz tu fiszki, quiz i notatkę z najważniejszymi wzorami, interpretacją geometryczną i typowymi zastosowaniami maturalnymi.
1.Sinus kąta ostrego
W trójkącie prostokątnym sinus kąta to stosunek długości przyprostokątnej leżącej naprzeciw tego kąta do długości przeciwprostokątnej. Dla kąta zapisujemy: .
2.Cosinus kąta ostrego
W trójkącie prostokątnym cosinus kąta to stosunek długości przyprostokątnej leżącej przy tym kącie do długości przeciwprostokątnej. Dla kąta mamy: .
3.Tangens kąta ostrego
W trójkącie prostokątnym tangens kąta to stosunek długości przyprostokątnej przeciwległej do przyprostokątnej przyległej. Dla kąta : , gdy .
4.Trójkąt --
To trójkąt prostokątny równoramienny. Jeśli przyprostokątne mają długość , to z twierdzenia Pitagorasa przeciwprostokątna ma długość . Stąd oraz .
5.Trójkąt --
Powstaje po przecięciu trójkąta równobocznego wysokością. Długości boków są w stosunku . Dzięki temu , , , .
6.Wartości dla kąta
Dla kąta mamy: , , . Wynika to z własności trójkąta prostokątnego równoramiennego.
7.Zależność kątów dopełniających
Dla kątów ostrych zachodzi: oraz . Dlatego wartości dla i są ze sobą powiązane.
8.Jedynka trygonometryczna
Dla dowolnego kąta, dla którego definiujemy sinus i cosinus, zachodzi zależność: . Można nią sprawdzać poprawność obliczonych wartości, np. dla .
Notatka
Po co uczymy się tych wartości
W liceum trzeba znać wartości funkcji trygonometrycznych dla kątów , i , 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 --
Podstawą do wyznaczenia wartości dla kąta jest trójkąt prostokątny równoramienny. Jeśli każda przyprostokątna ma długość , to z twierdzenia Pitagorasa przeciwprostokątna ma długość .
Zatem:
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 , to przyprostokątne są równe.
Trójkąt --
Wartości dla kątów i wyprowadza się z trójkąta równobocznego. Gdy podzielimy go wysokością, otrzymamy dwa przystające trójkąty prostokątne o kątach , i .
Jeśli bok trójkąta równobocznego ma długość , to połowa podstawy ma długość , a wysokość z Pitagorasa ma długość . Otrzymujemy więc stosunek boków:
- krótsza przyprostokątna:
- dłuższa przyprostokątna:
- przeciwprostokątna:
Stąd:
Zapamiętaj
W trójkącie -- boki są w stosunku .
Najważniejsze zależności i sposób zapamiętania
Między wartościami dla tych kątów widać kilka prostych zależności. Dla kątów dopełniających do zachodzi: . Dlatego:
Dodatkowo dla kąta mamy równość:
Warto też pamiętać, że tangens można liczyć ze wzoru:
Dzięki temu łatwo sprawdzić wyniki:
Przydatna jest także jedynka trygonometryczna:
Można nią sprawdzać poprawność obliczeń, zwłaszcza dla kąta .
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 , albo , 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 ,
- sprawdzanie, czy wynik jest możliwy, na przykład czy cosinus nie wyszedł większy od .
Dobrą strategią jest najpierw rozpoznać, z którym z dwóch trójkątów szczególnych mamy do czynienia, a dopiero potem liczyć. Jeśli w zadaniu pojawia się kąt , myśl o trójkącie równoramiennym. Jeśli pojawia się lub , myśl o połowie trójkąta równobocznego.
Quizy w tym zestawie
18 pytań w 2 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu
