Trigonometrie. Theorie & Aufgaben

Ähnliche Dokumente
Wir haben ein Koordinatensystem mit der x-achse und der y-achse. Nun wird ein Kreis gebildet mit dem Radius r=1.

Mathematik Trigonometrie Einführung

Repetitionsaufgaben: Trigonometrische Funktionen

Checkliste Sinus, Kosinus, Tangens

KOMPETENZHEFT ZUR TRIGONOMETRIE, III

Arbeitsblatt Geometrie / Trigonometrie

Mathematische Probleme, SS 2018 Dienstag 5.6. $Id: dreieck.tex,v /06/05 15:41:51 hk Exp $ 2.1 Dreiecksberechnung mit Seiten und Winkeln

Mathematische Probleme, SS 2013 Montag $Id: dreieck.tex,v /04/15 09:12:15 hk Exp hk $ 1.4 Dreiecksberechnung mit Seiten und Winkeln

a) Spezielle Winkel bei schneidenden Geraden und Parallelen α 3 β 4 Institut für Automatisierungstechnik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V.

G1 Trigonometrie. G1 Trigonometrie. G1.1 Die trigonometrischen Grundfunktionen und ihre wichtigsten Eigenschaften

Die Winkelsumme im Dreieck beträgt 180. Herleitung bzw. experimentelle Begründung in der Schule: Durch Punktspiegelung. Bedeutung+Winkelsumme 1

PLANIMETRIE. Ähnlichkeit. Strahlensätze

Download VORSCHAU. Trigonometrie an Stationen. Übungsmaterial zu den Bildungsstandards. Marco Bettner, Erik Dinges.

Die Satzgruppe des Pythagoras

Download. Trigonometrie an Stationen. Übungsmaterial zu den Bildungsstandards. Marco Bettner, Erik Dinges. Downloadauszug aus dem Originaltitel:

Mathematik. für die berufliche Oberstufe. Klasse 12, Technik. Manfred Hoffmann, Norbert Krämer. 1. Auflage. Bestellnummer 5972

2.2. Aufgaben zu Figuren

Der Begriff der Stammfunktion

01 Proportion Verhältnis Maßstab

Tutorium zur Vorlesung Grundlagen der Mathematik II Bearbeitungsvorschlag

Grundkurs. Formelsammlung. Vorkurse der Hochschule Aalen. September 2018

Mathematische Probleme, SS 2015 Montag $Id: dreieck.tex,v /04/20 08:57:49 hk Exp $ 1.4 Dreiecksberechnung mit Seiten und Winkeln

2 Die Bildsprache Der relevante Winkel im grünen Dreieck ist stumpf; die gleichschenkligen Dreiecke haben den Basiswinkel 180 :

Münchner Volkshochschule. Planung. Tag 07

2 Trigonometrie. 2.1 Ziele. 2.2 Warum braucht man Trigonometrie?

Kapitel 3 Mathematik. Kapitel 3.8 Geometrie Trigonometrie

Grundwissenkatalog / g8 Geometrie / 7. Jahrgangsstufe

Ähnlichkeitssätze für Dreiecke

Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Lernzirkel / Stationenlernen: Höhensätze (Pythagoras und Euklid)

Geometrische Figuren und Körper

Vorkurs Mathematik für Ingenieur Innen WS 2017/2018 Übung 3. (a) Berechnen Sie die fehlenden Strecken und Winkel im folgenden rechtwinkligen Dreieck:

Vorkurs Mathematik für Ingenieure WS 2016/2017 Übung 3. (a) Berechnen Sie die fehlenden Strecken und Winkel im folgenden rechtwinkligen Dreieck: b h

10 1 Grundlagen der Schulgeometrie. 1.3 Das Dreieck

2.2. Figuren Dreiecke Winkelsumme in Dreiecken Besondere Dreiecke Vierecke

SS 2018 Torsten Schreiber

Mathematische Probleme, SS 2017 Montag $Id: dreieck.tex,v /06/12 15:01:14 hk Exp $ 2.1 Dreiecksberechnung mit Seiten und Winkeln

Regiomontanus - Gymnasium Haßfurt - Grundwissen Mathematik Jahrgangsstufe 9

5.2 Quadratische Gleichungen

M3 Übung: Strahlensatz, Teilungsrechnung, Strecken teilen Name: 1)Stelle eine Verhältnisgleichung auf und berechne x!

2 Trigonometrie. 2.1 Ziele. 2.2 Warum braucht man Trigonometrie?

VORKURS: MATHEMATIK RECHENFERTIGKEITEN, LÖSUNGEN. Dienstag

R. Brinkmann Seite

Symmetrien und Winkel

Download. Hausaufgaben: Trigonometrie. Üben in drei Differenzierungsstufen. Otto Mayr. Downloadauszug aus dem Originaltitel:

Muss der Umfang (u) oder der Flächeninhalt (A) berechnet werden? Kreuze an! Der Umfang (u) ist die Länge des Weges um eine Fläche herum.

AnKa Hyp. , tan α= Weil die Ankathete des einen Winkels der Gegenkathete des anderen entspricht, gilt auch: sin α = cos β und sinβ = cosα.

1. Berechnen Sie in den folgenden Strahlensatzfiguren die unbekannten Stücke! z y 23

Pythagoras. Suche ein rechtwinkliges Dreieck mit ganzzahligen Seitenlängen. ... c Roolfs

GMFH - Gesellschaft für Mathematik an Schweizer Fachhochschulen SMHES - Société pour les Mathématiques dans les Hautes Ecoles Spécialisées suisses

der reellen Zahlen umfasst alle rationalen und irrationalen Zahlen.

Grundwissen Mathematik 8.Klasse Gymnasium SOB. Darstellung im Koordinatensystem: Der Kreisumfang ist direkt proportional zu seinem Radius.

Aufgabe 1. Die Zahl 6 wird aus 3 gleichen Ziffern mit Hilfe der folgenden mathematischen

Der Kosinussatz. So erhalten wir: und. Um beide Formeln miteinander vereinen zu können, stellen wir die zweite Formel nach h 2 um, und erhalten:

Das geteilte Quadrat

Ein Winkel zwischen 0 und 90 heißt spitzer Winkel, ein Winkel zwischen 90 und 180 heißt stumpfer Winkel.

Inhalt: Die vorliegenden Folienvorlagen enthalten folgende Elemente:

Dreiecke können einerseits nach den Eigenschaften ihrer Seiten und andererseits nach ihren Winkeln benannt werden. Einteilung nach den Seiten:

Konstruktion mit Zirkel und Lineal

Ober- und Untersummen, Riemann Integrale

(Analog nennt man a die und b die des Winkels β.)

9 Vektorprodukt. Dieses Gleichungssystem muss man nun lösen! Das ist allerdings nicht ganz einfach. Die Lösung lautet:

1 Algebra. Addition und Subtraktion. Minuend. Differenz. Subtrahend. In einer Summe darf man die Summanden vertauschen. (Kommutativgesetz)

2. Landeswettbewerb Mathematik Bayern 2. Runde 1999/2000

Erkundungen. Terme vergleichen. Rechteck Fläche als Produkt der Seitenlängen Fläche als Summe der Teilflächen A B

Mathematische Probleme, SS 2013 Montag 8.4. $Id: dreieck.tex,v /04/09 10:49:12 hk Exp hk $

2.14 Kurvendiskussion

KOMPETENZHEFT ZUR TRIGONOMETRIE, I

Lösung Arbeitsblatt Geometrie / Trigonometrie

Die Näherung ist umso genauer, je kleiner die Zellen sind. Der Grenzwert ist

Arbeitsblatt Geometrie / Trigonometrie

I. Zahlen. II. Funktionen. Direkt proportionale Zuordnungen. Indirekt proportionale Zuordnungen. Funktion. Grundwissen Mathematik Jahrgangsstufe 8 ---

Workshop zu Trigonometrie

M 2 - Übungen zur 2. Schularbeit

Download. Hausaufgaben Geometrie 1. Üben in drei Differenzierungsstufen. Otto Mayr. Downloadauszug aus dem Originaltitel:

gehört ebenfalls zu einem Paar. Da 5 eine Primzahl und kein anderes Quadervolumen ein Vielfaches von 5 V o

Die Dreiecke ADM A und BCM C sind kongruent aufgrund

( 3 ( 5. Grundwissen. Die Lösungen zum Grundwissen stehen im Anhang. Mit Brüchen rechnen. 1 Vervollständige die Additionsmauern im Heft.

Trigonometrie 1/11. Trigonometrie. Teil 1 Grundlagen

Grundwissen Mathematik 9

6. Trigonometrie. sin α = b c. cos α = a c. tan α = b a. 6.1 Rechtwinklige Dreiecke

Wurzel b bedeutet: Suche die Zahl, die mit sich selbst multipliziert gerade die Zahl ergibt, die unter der Wurzel steht.

Automaten und formale Sprachen Notizen zu den Folien

1. Überlege, ob die gegebenen Körper mit einem geometrischen Grundkörper

Mathematische Probleme, SS 2016 Dienstag $Id: dreieck.tex,v /04/22 13:58:25 hk Exp $

Trigonometrie. Laura Katzensteiner Mary Maxion Kristina Goliasch 3BBIK 2010/2011

FORMELSAMMLUNG GEOMETRIE. by Marcel Laube

Relationen: Verkettungen, Wege, Hüllen

Satzgruppe des Pythagoras

Trigonometrie. M. Tamburrino. Januar Trigonometrie.doc. Trigonometrie FHSO Mathematik (Vorstudium) 1

7.4. Teilverhältnisse

Gleichung: 11 + x = 35 Welcher Zahlenwert steckt hinter der Variablen x?

Der Vektor lebt unabhängig vom Koordinatensystem: Bei einer Drehung des Koordinatensystems ändern zwar die Komponenten, der Vektor v aber bleibt.

Winkel im rechtwinkeligen Dreieck

Geometrie II Vertiefung der Geometrie

Änderungen in Zweitauflagen von Buch, Arbeits- und Theorieheft und Begleitordner

Transkript:

Trigonometrie Theorie & Aufgen

Version vom 8. Ferur 017

1 Winkelmsse 1.1 Ds Grdmss Ds trditionelle System der Winkelmessung eruht druf, dss der volle Winkel 360 entspriht. 10 90 60 150 180 30 0, 360 10 330 40 70 300 Die Unterteilung des Grdmsses erfolgt im Sexgesimlsystem (60er-System), ds seinen Ursprung in der Mthemtik der Bylonier (. 000 v. Chr.) ht. 1 Grd = 60 Winkelminuten (1 = 60 ) 1 Winkelminute = 60 Winkelsekunden (1 = 60 ) Beispiel 1.1 (sexgesiml deziml) Stelle 7 1 54 in dezimler Form dr. 7 + 1 + 54 = 7.15 60 3600 Beispiel 1. (deziml sexgesiml) Stelle.531 in sexgesimler Form dr. Es genügt, jeweils den gerohenen Anteil zu untersuhen: 0.531 = 0.531 60 = 31 + 0.86 0.86 = 0.86 60 = 51.6 Insgesmt: 31 51.6 1

1. Ds Gon Ein nderes System der Winkelmessung, ds huptsählih im Vermessungswesen ngewendet wird, ist ds Gon ( g ). In diesem System entspriht der volle Winkel 400 g. 175 g 00 g 15 g 150 g 100g 75 g 50 g 5 g 0 g, 400 g 5 g 50 g 75 g 300 g 35g 350 g 375 g Bruhteile eines Gon werden im Dezimlsystem drgestellt. Beispiel 1.3 Rehne α = 47 in Gon um. α = 47 = 47 400 g Beispiel 1.4 360 5. g Stelle β = 5.4 g in Grd, Winkelminuten und Winkelsekunden dr. β = 5.4 g = 5.4g 360 400 g = 47.16 0.16 60 = 9 + 0.6 0.6 60 = 36 β = 47 9 36 1.3 Ds Bogenmss Wir hen im letzten Ashnitt gesehen, dss ein Winkelmss willkürlih gewählt werden knn, um dmit esondere Aufgen einfher lösen zu können. In diesem Sinne legen wir ein drittes Winkelmss fest, in dem sih die Grösse eines Winkels in der Einheit des zugrunde liegenden Koordintensystems messen lässt. Dies ist insesondere für Anwendungen in der höheren Mthemtik von Bedeutung.

Die Idee esteht drin, die Grösse eines Winkels durh die Länge des zugehörigen Bogens im Einheitskreis uszudrüken. Ds ist der Kreis mit dem Mittelpunkt M = (0, 0) und dem Rdius r = 1. y r = 1 x Der volle Winkel entspriht dem Umfng des Einheitskreises: u = r = 1 = Umrehnungen Grdmss Bogenmss: rd = deg 360 = deg 180 Bogemss Grdmss: deg = rd 360 = rd 180 Grdmss 0 1 30 45 60 90 180 70 360 Bogenmss 0 180 6 4 3 3 Owohl ds Bogenmss keine eigentlihe Einheit esitzt sie entspriht der Einheit des zugrunde liegende Koordintensystems findet mn mnhml die Shreiweise rd. Tshenrehner Wenn wir später die Winkelfunktionen (Sinus, Cosinus, Tngens) kennen lernen werden, wird es nötig sein, dss wir dem Tshenrehner mitteilen, in welhem System er die eingegeenen Zhl zu interpretieren ht: Flls Winkel im Grdmss gegeen sind oder im Grdmss usgegeen werden sollen, stellt mn den Rehner uf Degree (Deg) ein. Flls Winkel im Bogenmss gegeen sind oder im Bogenmss usgegeen werden sollen, stellt mn den Rehner uf Rdin (Rd) ein. 1.4 Aufgen Aufge 1.1 Stelle 14 7 10 in dezimler Form dr. Flls nötig, runde uf 4 Nhkommstellen. ( 14 + 7 60 + 10 ) = 14.458 3600 3

Aufge 1. Stelle 47.153 in sexgesimler Form dr. 0.153 60 = 7.518 0.518 60 = 31.08 47.153 = 47 7 31.08 Aufge 1.3 Welher Länge entspriht ein Grd, eine Bogenminute und eine Bogensekunde uf einem Grosskreis der Erde. Ein Grosskreis ist ein grösstmögliher Kreis uf einer Kugel. Der Erdäqutor oder die Längenkreise sind Grosskreise der Erdkugel. Erdumfng: u = r Erde 6370 km 40 000 km 360 entspriht etw 40 000 km 1 entspriht etw 111 km 1 entspriht etw 1.85 km 1 entspriht etw 0.031 km = 31m Aufge 1.4 Stelle 137 45 36 in Gon dr. ( 137 + 45 60 + 36 ) = 137.76 3600 137.76 400 g 360 = 153.0667 g Aufge 1.5 Rehne 1.5 g in Grd, Bogenminuten und Bogensekunden um. β = 1.5 g = 1.5g 360 400 g = 191.5 = 191 15 Aufge 1.6 Rehne α = 7/15 ins Grdmss um. α = 7 15 180 = 84 4

Aufge 1.7 Rehne β = 5. ins Bogenmss um. β = 5. Aufge 1.8 = 0.44 rd 180 Rehne γ = 30.5 g ins Bogenmss um. γ = 30.5 g Aufge 1.9 = 1.515 rd 4.7517 rd 400g Rehne δ = 4.13 in Gon um. δ = 4.13 rd 00g 6.9g 1.5 Lösungen Aufge 1.1 14.458 Aufge 1. 47 7 31.08 Aufge 1.3 1 entspriht etw 111 km 1 entspriht etw 1.85 km 1 entspriht etw 0.031 km = 31m Aufge 1.4 153.0667 g Aufge 1.5 191 15 Aufge 1.6 α = 84 5

Aufge 1.7 β = 0.44 rd Aufge 1.8 γ = 30.5 g 4.7517 rd Aufge 1.9 δ 6.9 g 6

Die Definition der Winkelfunktionen Motivtion Bisher konnten wir mit Hilfe geometrisher Sätze in speziellen Figuren... us gegeenen Seitenlängen weitere Seitenlängen erehnen (Höhenstz, Kthetensätze, Stz von Pythgors), us gegeenen Winkeln die Grössen weiterer Winkel estimmen (Summenformeln für Winkel in n-eken, Zentriwinkel-Periphieriewinkelstz, Sehnen-Tngentenwinkelstz). Jedoh kennen wir noh keine Zusmmenhänge zwishen Seitenlängen und Winkeln. Ähnlihkeitssätze Zwei Dreieke sind zueinnder ähnlih, wenn sie in zwei (und somit in drei) Winkeln üereinstimmen. (ww) Zwei Dreieke sind zueinnder ähnlih, wenn sie in llen Verhältnissen entsprehender Seiten üereinstimmen. (sss) Zwei Dreieke sind zueinnder ähnlih, wenn sie in einem Winkel und im Verhältnis der nliegenden Seiten üereinstimmen. (sws) Zwei Dreieke sind zueinnder ähnlih, wenn sie im Verhältnis zweier Seiten und im Gegenwinkel der größeren Seite üereinstimmen. (SsW) Dreieke mit zwei identishen Winkeln Wenn zwei rehtwinkligen Dreieke in einem weiteren Winkel üereinstimmen, so untersheiden sie sih ufgrund der Ähnlihkeitssätze loss um eine Ähnlihkeitsildung. Ds heisst, dss eines der Dreiek sih durh eine Trnsltion, eine Spiegelung, eine Rottion und eine zentrishe Strekung in ds ndere Dreiek üerführen lässt. Beispiel.1 7

Also untersheiden sih in ähnlihen Dreieken die Längen entsprehender Seiten um einem gemeinsmen Strekungsfktor k. k k k In einem Dreiek ABC ist ds Verhältnis zweier Seitenlängen gleih gross wie ds entsprehende Verhältnis in einem zu ABC ähnlihen Dreiek. = k k und = k k und = k k usw. Begriffe In einem rehtwinkligen Dreiek, mit dem Winkel werden die Seiten wie folgt ennnt: ist die Ankthete von. ist die Gegenkthete von. ist die Hypothenuse. Die Bezeihnung einer Kthete hängt von ihrer reltiven Lge zum gegeenen Winkel und niht von der willkürlihen Beshriftung. Beispiel.1 δ u x α s () Gegenkthete von α? x () Ankthete von δ? x () Hypotenuse? u (d) Gegenkthete von δ? s 8

Beispiel. t µ α g () Ws ist t? Ankthete von α und Gegenkthete von µ () Ws ist g? () Ws ist? Hypotenuse Ankthete von µ und Gegenkthete von α Die Winkelfunktionen Hyp AK GK Die Seitenvehältnisse zum Winkel werden wie folgt gennnt: sin() = GK Hyp os() = AK Hyp tn() = GK AK (Sinus von ) (Cosinus von ) (Tngens von ) Hyp AK GK Die Kehrwerte der Winkelfunktionen sind heute ufgrund der Tshenrehner weniger geräuhlih: se() = Hyp GK s() = Hyp AK (Sekns von ) (Cosekns von ) ot() = AK GK (Cotngens von ) 9

Beispiel.3 r e ε w β () sin(ε) =? () tn(β) =? GK Hyp = e w GK AK = r w Beispiel.4 m ω g z γ () tn(ω) =? () os(γ) =? GK AK = z m GK Hyp = z g Die Werte der Winkelfunktionen für = 45 1 45 1 sin(45 ) = GK Hyp = 1 = os(45 ) = AK Hyp = 1 = tn(45 ) = GK AK = 1 1 = 1 10

Die Werte der Winkelfunktionen für = 30 30 3 1 1 sin(30 ) = GK Hyp = 1 os(30 ) = AK Hyp = 3 tn(30 ) = GK AK = 1 3 = 3 3 Die Werte der Winkelfunktionen für = 60 3 60 1 1 sin(60 ) = GK Hyp = 3 os(60 ) = AK Hyp = 1 tn(60 ) = GK AK = 3 1 = 3 Die Werte der Winkelfunktionen für = 0 0 0 1 sin(0 ) = GK Hyp = 0 1 = 0 os(0 ) = AK Hyp = 1 1 = 1 tn(0 ) = GK AK = 0 1 = 0 11

Die Werte der Winkelfunktionen für = 90 90 0 1 sin(90 ) = GK Hyp = 1 1 = 1 os(90 ) = AK Hyp = 0 1 = 0 tn(90 ) = GK AK = 1 0 niht definiert Zusmmenfssung sin() os() tn() 0 0 1 0 30 1/ 3/ 3/3 45 / / 1 60 3/ 1/ 3 90 1 0 Merkhilfe sin() os() tn() 0 0/ 4/ 0/3 30 1/ 3/ 3/3 45 / / 9/3 60 3/ 1/ 7/3 90 4/ 0/ 1

Die Werte der ürigen Winkel Es git noh weitere Winkel,für die sih die Werte der Winkelfunktionen mit Hilfe zusätzliher Beziehungen exkt erehnen lssen. Die Ausdrüke dfür werden er immer komplizierter. 6 + Beispiel: os(15 ) = 4 Im Allgemeinen es jedoh niht möglih, für jeden Winkel einen exkten Ausdruk der oigen Form zu finden. Stttessen verwendet mn Näherungswerte, den mn von einem Tshenrehner oder us Tellen erhält. TI-84+ Mit den Tsten sin, os und tn wird us dem eingegeenen Winkel ds zugehörige Seitenverhältnis erehnet. Vorsiht: In der Sttus-Zeile steht, wie der Tshenrehner eingegeenen Winkel interpretiert (Degree oder Rdin). Flls nötig, muss mn diese Einstellung vor der Berehnung im Mode-Menü ändern. Mit den Tstenkomintionen nd [sin -1 ], nd [os -1 ] und nd [tn -1 ] wird us dem jeweiligen Seitenverhältnis der entsprehende Winkel erehnet. Vorsiht: In der Sttus-Zeile steht, wie die Winkel-Ausge zu interpretieren ist (Degree oder Rdin). Flls nötig, muss mn diese Einstellung vor der Berehnung im Mode-Menü ändern. Die Winkelfunktionen und ihre Umkehrfunktionen os() = x ros(x) = x = AK Hyp sin() = y rsin(y) = y = GK Hyp tn() = z rtn(z) = z = GK AK 13

.1 Aufgen. Lösungen Aufge.1 () t ist Ankthete von ω () ist Hypotenuse () t ist Gegenkthete von σ Aufge. () z ist Ankthete von χ und Gegenkthete von ϱ. () p ist Ankthete von ϱ und Gegenkthete von χ. () v ist Hypotenuse. Aufge.3 () tn(β) = y w () os(ψ) = y q () sin(β) = y q Aufge.4 () os(µ) = h r () tn(µ) = e h () os(α) = e r Aufge.5 () sin(.5 ) = 0.0436 [mode: DEGREE] () os(1.1) = 0.4536 [mode: RADIAN] () tn(40 g ) = tn(40/400 360) = 0.765 [mode: DEGREE] 14

Aufge.6 () rsin(0.47) = 0.4893 rd [mode: RADIAN] () rtn(.94) = 71.1 [mode: DEGREE] ( ) 5 + 1 () ros = 36 = 36 400 g = 40 g 4 360 15

3 Berehnungen m rehtwinkligen Dreiek Beispiel 3.1 Gegeen: α = 38, γ = 90, = 7 m Gesuht: β,, β α β = 90 α = 5 = os(α) = os α = 7 os(38 ) 5.516 m = sin(α) = sin(α) = 7 sin(38 ) 4.310 m Beispiel 3. Gegeen: γ = 90, = 5m, = 8 m Gesuht:, α, β β α = = 64 5 = 39 6.45 m os(α) = ( ) 5 α = ros 51.318 8 sin(β) = ( ) 5 β = rsin 38.68 (β = 90 α) 8 Beispiel 3.3 Gegeen: Rehtek mit = 13 m, = 6 m Gesuht: der kleinere Shnittwinkel der eiden Digonlen / ( ) tn = ( ) 6 = rtn 13 ( ) 6 = rtn 49.550 13 16

Beispiel 3.4 Gegeen: gleihshenkliges Dreiek mit =, = 10 m und γ = 40 Gesuht: Fläheninhlt A β γ γ h / / β ( γ ) tn = / h = h h = tn(γ/) A = h = tn(γ/) = 5 tn(0 ) 68.687 m Beispiel 3.5 Ein Bhnstreke ht uf einem Strekenshnitt eine mittlere Steigung von 15. Berehnen den Steigungswinkel in Grd. tn() = Vertikldistnz Horizontldistnz = 15 1000 = rtn(0.015) 0.859 Beispiel 3.6 Welhe Steigung ht die Gerde mit der Gleihung g : y = 3 x + 1? tn() = Vertikldistnz Horizontldistnz = y x = 3 = rtn(/3) 33.69 3.1 Aufgen Aufge 3.1 Bestimme die fehlenden Seiten und Winkel in einem Dreiek mit β = 4, γ = 90 und = 11 m. β α α = 180 90 4 = 48 = tn(β) = tn(β) = 11 tn(4 ) 9.904 m = + 14.8 m 17

Aufge 3. Bestimme die fehlenden Seiten und Winkel in einem Dreiek mit α = 31, β = 90 und = 95 mm. α γ γ = 90 α = 59 = os(α) = os(α) = 95 os(31 ) 81.43 mm = sin(α) = sin(α) = 95 sin(31 ) 48.93 mm Aufge 3.3 Bestimme die fehlenden Seiten und Winkel in einem Dreiek mit = 7 m, = 15 m und γ = 90. β α = = 176 = 13.7m sin(α) = ( ) ( ) 7 α = rsin = rsin 7.8 15 β = 90 α 6.18 Aufge 3.4 Berehne den Fläheninhlt eines Prllelogrmms mit = 8 m, = 5 m und α = 44. α h = sin(α) h = sin(α) = 5 sin(44 ) = 3.473 m A = h 7.79m 18

Aufge 3.5 Berehne die Winkel β und γ eines Drhenviereks mit = 4 m, = 9 m und α = 76. α γ x γ x ( α ) ( α ) = sin x = sin ( ) β sin = x β ( x ) = rsin γ = (360 α β)/ 16.1 β = 4 sin(38 ).46m sto X ( x ) β = rsin 31.76 Aufge 3.6 Ein 15 m hoher Turm wirft einen Shtten von 3 m. In welhem Winkel stehen die Sonnenstrhlen zur Erdoerflähe? 15 m tn() = 15 3 3 m = rtn ( ) 15 33.11 3 Aufge 3.7 Berehne den Umfng eines regelmässigen 9-Eks mit dem Umkreisrdius r = 4 m. r s/ r s = r sin() = 8 sin(0 ).736m u = 9 s 4.65m 19

Aufge 3.8 Berehne den spitzen Shnittwinkel der Gerden g : y = x + 1 und h: y = 1x + 1. 3 4 y h h g g x = h g = rtn 3. Lösungen Aufge 3.1 α = 48 ; 9.904 m; 14.8 m ( ) ( ) 1 rtn 19.65 3 4 Aufge 3. γ = 59 ; 81.43 mm; 48.93 mm Aufge 3.3 = 13.7m; α 7.8 ; β 6.18 Aufge 3.4 A = h 7.79m Aufge 3.5 β 31.76 ; γ 16.1 Aufge 3.6 33.11 Aufge 3.7 u 4.65m Aufge 3.8 19.65 0

4 Werte der Winkelfunktionen für elieige Winkel Die Winkelfunktionen m Einheitskreis y y P r = 1 P x P z P 1 x P (x P, y P ) Drehung im Gegenurzeigersinn: > 0 Drehung im Uhrzeigersinn: < 0 os = AK Hyp = x P 1 = x P sin = GK Hyp = y P 1 = y P tn = GK AK = y P x P ( ) = z P 1 = z P ( ) 1. Strhlenstz Winkelfunktionen im II. Qudrnten II P y I sin() os() x tn() III IV Für 90 < < 180 gilt: sin() > 0 os() < 0 tn() < 0 Winkelfunktionen im III. Qudrnten II y I os() sin() tn() x III P IV Für 90 < < 180 gilt: sin() < 0 os() < 0 tn() > 0 1

Winkelfunktionen im IV. Qudrnten II y I III os() sin() P IV x tn() Für 90 < < 180 gilt: sin() < 0 os() > 0 tn() < 0 Zurükführen uf den Bereih 0 < 360 sin() = sin( + k 360 ) für k Z os() = os( + k 360 ) für k Z tn() = tn( + k 180 ) für k Z Üergng zum negtiven Winkel y P y P z P x P 1 x y P P z P os( ) = x P = os() sin( ) = y P = sin() tn( ) = tn() Beispiel 4.1 In welhem Qudrnten efindet sih der Winkel wenn... () sin() > 0 und os() < 0, im II. Qudrnten () tn() < 0 und os() > 0? im IV. Qudrnten

Beispiel 4. Löse ohne Tshenrehner: Welhe der Winkelfunktionswerte sind identish? sin(45 ), os(50 ), tn(60 ), os(140 ), sin(0 ), os( 50 ), tn( 60 ), os(45 ), sin(380 ), tn(40 ), os(0 ) sin(45 ) = os(45 ) os(50 ) = os( 50 ) tn(60 ) = tn(40 ) os(140 ) = os(0 ) sin(0 ) = sin(380 ) Grundeziehungen zwishen den Winkelfunktionen y y P r = 1 x P P x tn() = y P x P tn() = sin() os() Pythgors: y P + x P = 1 sin () + os () = 1 Beispiel 4.3 Vereinfhe die trigonometrishen Ausdrüke: () sin( ) os( ) = sin() os() = sin() os() = tn() () 1 sin () = [ sin () + os () ] sin () = os () Reduktionsformeln sin(90 ) = os() sin(90 + ) = os() sin(180 ) = sin() sin(180 + ) = sin() os(90 ) = sin() os(90 + ) = sin() os(180 ) = os() os(180 + ) = os() 3

Beispiel 4.4 Stelle sin(110 ) in der Form sin() dr, woei 0 < < 90. sin(110 ) = sin(180 70 ) = sin(70 ) Beispiel 4.5 Stelle os(30 ) in der Form os() dr, woei 0 < < 90. os(30 ) = os(180 + 50 ) = os(50 ) Beispiel 4.6 Leite die Reduktionsformel für den Ausdruk tn(90 + ) her. tn(90 + ) = sin(90 + ) os(90 + ) = os() sin() 1 = sin()/ os() = 1 tn() Additionstheoreme sin(α ± β) = sin(α) os(β) ± os(α) sin(β) os(α ± β) = os(α) os(β) sin(α) sin(β) tn(α ± β) = tn(α) ± tn(β) 1 tn(α) tn(β) Beispiel 4.7 Leite mit Hilfe der Additionstheoreme eine Formel für sin(α) her und vereinfhe den Ausdruk so weit wie möglih. sin(α) = sin(α + α) = sin(α) os(α) + os(α) sin(α) = sin(α) os(α) Beispiel 4.8 Berehne mit Hilfe der Additionstheoreme den exkten Wert von tn(75 ) und vereinfhe ds Ergenis. tn(75 ) = tn(45 + 30 ) = tn(45 ) + tn(30 ) 1 tn(45 ) tn(30 ) exkte Werte: tn(45 ) = 1 tn(30 ) = 3/3 4

tn(75 ) = 1 + 3/3 1 3/3 = 3 + 1 3 1 Summen ( ) ( ) α + β α β sin(α) + sin(β) = sin os ( ) ( ) α + β α β sin(α) sin(β) = os sin ( ) ( ) α + β α β os(α) + os(β) = os os ( ) ( ) α + β α β os(α) os(β) = sin sin Produktformeln sin(α) sin(β) = 1 [ ] os(α β) os(α + β) os(α) os(β) = 1 [ ] os(α β) + os(α + β) sin(α) os(β) = 1 [ ] sin(α β) + os(α + β) 4.1 Aufgen Aufge 4.1 In welhem Qudrnten efindet sih der Winkel wenn... () sin() < 0 und tn() > 0, im III. Qudrnten () tn() > 0 und os() < 0? im III. Qudrnten 5

Aufge 4. Löse ohne Tshenrehner: Welhe der Winkelfunktionswerte sind identish? sin(10 ), os(750 ), tn(100 ), sin(80 ), tn(80 ), sin(100 ), os(30 ), os(80 ), os(10 ) sin(10 ) = os(80 ) os(750 ) = os(30 ) tn(100 ) = tn(80 ) sin(80 ) = sin(100 ) Aufge 4.3 Vereinfhe (sin α + os α + 1)(sin α + os α 1). Multipliktionstelle: sin α os α 1 sin α sin α sin α os α sin α os α sin α os α os α os α 1 sin α os α 1 (sin α + os α + 1)(sin α + os α 1) = sin α + os α 1 + sin α os α = 1 1 + sin α os α = sin α Aufge 4.4 Leite die Reduktionsformel für den Ausdruk tn(180 + ) her. tn(180 + ) = sin(180 + ) os(180 + ) = sin() os() = sin() os() = tn() Aufge 4.5 Berehne mit Hilfe der Additionstheoreme den exkten Wert von os(15 ) und vereinfhe ds Ergenis. os(15 ) = os(45 30 ) = os(45 ) os(30 ) + sin(45 ) sin(30 ) exkte Werte: os(45 ) = / sin(45 ) = / os(30 ) = 3/ sin(30 ) = 1/ os(15 ) = 3 + 1 = 6 + 4 6

Aufge 4.6 Leite mit Hilfe der Additionstheoreme eine Formel für os her. os = os( + ) = os os sin sin = os sin 4. Lösungen Aufge 4.1 () im IV. Qudrnten () im III. Qudrnten Aufge 4. sin(10 ) = os(80 ); os(750 ) = os(30 ); tn(100 ) = tn(80 ); sin(80 ) = sin(100 ) Aufge 4.3 (sin α + os α + 1)(sin α + os α 1) =... = sin α Aufge 4.4 tn(180 + ) =... = tn() Aufge 4.5 os(15 ) =... = 6 + 4 Aufge 4.6 os =... = os sin 7

5 Die Grphen der trigonometrishen Funktionen Der Grph der Sinusfunktion y 1 0 0 3 x 3 1 Definitionsereih: D = R Werteereih: W = [ 1, 1] Nullstellen: x k = k für k Z Symmetrie: punktsymmetrish zu (0, 0) Periodizität: -periodish: f(x + k ) = f(x) für k Z Der Grph der Cosinusfunktion y 0 1 3 x 0 3 1 Definitionsereih: D = R Werteereih: W = [ 1, 1] Nullstellen: x k = (k + 1)/ für k Z Symmetrie: hsensymmetrish zu x = 0 Periodizität: -periodish: f(x + k ) = f(x) für k Z 8

Der Grph der Tngensfunktion t y 1 0 0 3 x 3 1 { k + 1 Definitionsereih: D = R \ Werteereih: W = R Nullstellen: x k = k für k Z Symmetrie: punktsymmetrish zu (0, 0) } k Z Periodizität: -periodish: f(x + k ) = f(x) für k Z Asymptoten: x k = k + 1 für k Z 9

6 Der Sinus- und Cosinusstz Der Sinusstz h α β sin α = h sin β = h h = sin α (1) h = sin β () Setzt mn (1) und () gleih, so erhält mn: sin α = sin β sin α sin β = (Z) (Z) edeutet, dss die Formel zyklish vertushr ist, d. h. sie leit uh ei systemtisher Vershieung der Vrilen ( und α β γ α) rihtig: sin α sin β = sin β sin γ = sin γ sin α = Sinusstz: In jedem Dreiek verhlten sih zwei Seiten wie die Sinuswerte der gegenüerliegenden Winkel. Der Projektionsstz h α x y β x y = os α x = os α (x ist Projektion von uf ) = os β y = os β (y ist Projektion von uf ) mit = x + y folgt drus der Projektionssstz: = os α + os β (Z) 30

Der Cosinusstz α x γ h y β = h + y = h + ( x) = ( sin α) + ( os α) = sin α + os α + os α = (sin } α {{ + os α } ) + os α 1 Cosinusstz: = + os α (Z) Beispiel 6.1 (SSS) Gegeen: ABC mit = 4, = 5, = 6 Gesuht: α, β, γ Cosinusstz: = + os α os α = + os β = + = 3 4 = 9 16 α = ros 3 4 41.41 β = ros 9 16 55.77 os γ = + = 1 8 Kontrolle: α + β + γ = 180 γ = ros 1 8 8.8 Beispiel 6. (SWS) Gegeen: ABC mit = 6, = 4, γ = 70 Gesuht:, α, β Cosinusstz: = + os γ Sinusstz: = + os γ 5.97 C sin α sin γ = ( ) sin γ α = rsin 70.94 sin β sin γ = ( ) sin γ β = rsin 39.06 Kontrolle: α + β + γ = 180 31

Beispiel 6.3 (WSW) Gegeen: ABC mit = 7, α = 3, β = 34 Gesuht:,, γ γ = 180 α β = 13 Sinusstz: = sin α sin γ = sin α sin γ 3.6 = sin β sin α 4.67 Beispiel 6.4 (SsW) Gegeen: ABC mit = 5, = 4, β = 46 Gesuht:, α, γ sin γ Sinusstz: sin β = ( ) sin β γ = rsin 35.13 Z α = 180 β γ 98.87 X Sinusstz: = sin α sin β = sin α sin β 6.87 6.1 Aufgen Aufge 6.1 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 6, α = 40, γ = 60. β = 180 α γ sin α = sin γ = sin β sin γ = sin α sin γ β = 80 = 4.45 = 6.8 Aufge 6. Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 5.336, α = 68.4, γ = 35.3 β = 180 α γ β = 76.3 sin γ = sin β = sin γ sin β = 3.17 sin α = sin β = sin α sin β = 5.11 3

Aufge 6.3 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit =.05, α = 74.6, β = 4.. γ = 180 α β γ = 81. sin α = sin β = sin α sin β = 4.8 sin γ = sin β = sin γ sin γ = 4.94 Aufge 6.4 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 5, = 4, β = 70. sin γ = sin β sin γ = sin β γ = rsin sin β α = 180 β γ γ = 48.74 α = 61.6 sin α = sin β = sin α sin β = 4.67 Aufge 6.5 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 4.45, =.05, β = 4.. sin γ = sin β sin γ = sin β γ = rsin sin β α = 180 β γ γ = 10.89 α = 144.91 sin α = sin β = sin α sin β = 6.4 33

Aufge 6.6 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 3., = 36.7, β = 36.4. Vorsiht: β ist der Gegenwinkel der kürzeren Seite. Also git es zwei Lösungen. sin γ 1 = sin β γ = 180 γ 1 α 1 = 180 β γ 1 α = 180 β γ 1 sin α 1 = sin α =... γ 1 = rsin sin β sin β 1 = sin α 1 sin β sin β = sin α sin β γ 1 = 69.84 γ = 110.16 α 1 = 73.76 α = 33.44 1 = 37.48 = 1.54 Aufge 6.7 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 67.4, = 49.8, = 77.6. Cosinusstz: = + os α os α = + os β = + os γ = + Aufge 6.8 α = ros + β = ros + γ = ros + α = 59.19 β = 39.39 γ = 81.4 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 7., = 4.3, = 5.5. α = ros + β = ros + γ = ros + α = 93.76 β = 36.58 γ = 49.66 Aufge 6.9 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 3.1, = 1.09, =.9. α = ros + α = 131.41 34

β = ros + γ = ros + β = 15.19 γ = 33.40 Aufge 6.10 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 3.18, = 3.74 und γ = 104.3. Cosinusstz: = + os γ = + os γ = 5.47 Sinusstz: sin α = sin γ α = rsin sin γ α = 34.5 β = 180 α γ β = 41.45 Aufge 6.11 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 37.3, = 39.0, α = 4.5. = + os α = 7.70 sin β = sin α γ = 180 α β β = rsin sin α β = 65.47 γ = 7.03 Aufge 6.1 Berehne die fehlenden Seiten und Winkel eines Dreieks mit = 169, = 409, α = 117.7. = + os α = 510.00 sin β = sin α γ = 180 α β β = rsin sin α β = 17.06 γ = 45.4 6. Lösungen Aufge 6.1 β = 80 ; = 4.45; = 6.8 35

Aufge 6. β = 76.3 ; = 3.17; = 5.11 Aufge 6.3 γ = 81. ; = 4.8; = 4.94 Aufge 6.4 γ = 48.74 ; α = 61.6 ; = 4.67 Aufge 6.5 γ = 10.89 ; α = 144.91 ; = 6.4 Aufge 6.6 γ 1 = 69.84 ; α 1 = 73.76 1 = 37.48 und γ = 110.16 ; α = 33.44 ; = 1.54 Aufge 6.7 α = 59.19 ; β = 39.39 ; γ = 81.4 Aufge 6.8 α = 93.76 ; β = 36.58 ; γ = 49.66 Aufge 6.9 α = 131.41 ; β = 15.19 ; γ = 33.40 Aufge 6.10 = 5.47; α = 34.5 ; β = 41.45 Aufge 6.11 = 7.70; β = 65.47 ; γ = 7.03 Aufge 6.1 = 510.00; β = 17.06 ; γ = 45.4 36