Mathematik verstehen 5, Schulbuch

87 4.3 Beziehungen zwischen Sinus, Cosinus und Tangens 4.3 Beziehungen zwischen Sinus, Cosinus und Tangens Wichtige Zusammenhänge Wir schreiben sin​ ​2 ​φ statt (sin φ​) ​2​ und cos​ ​2 ​φ statt (cos φ​) ​2​. Satz Für 0° < φ < 90° gilt: (1) tan φ = ​ sin φ _ cos φ ​ (2) si​n ​2 ​φ + co​s ​2 ​φ = 1 (3) sin (90° – φ) = cos φ (4) cos (90° – φ) = sin φ BEWEIS Anhand der Abbildung erkennt man: (1) ​ sin φ _ cos φ ​ ​= ​ ​G _ H ​ _ ​A _ H ​ ​= ​G _ A ​= tan φ (2) si​n ​2 ​φ + co​s ​2 ​φ = ​( ​ G _ H ​) ​ 2 ​+ ​( ​A _ H ​) ​ 2 ​= ​​G ​ 2​ _ ​H ​2​ ​+ ​A​ ​ 2​ _ H​ ​2​ ​= ​​G ​ 2 ​+ ​A ​2​ __ ​H ​2​ ​= ​​H ​ 2​ _ ​H ​2​ ​= 1 (3) sin (90° – φ) = ​ A _ H ​= cos φ (4) cos (90° – φ) = ​ G _ H ​= sin φ  Sinus und Cosinus von besonderen Winkeln L Als Grenzfälle kann man sin α und cos α für α = 0° und α = 90° definieren: • Für α = 0° ist G = 0 und A = H. Somit setzt man sin 0° = ​0 _ H ​= 0 und cos0° = ​ H _ H ​= 1 • Für α = 90° ist G = H und A = 0. Somit setzt man sin 90° = ​H _ H ​= 1 und cos 90° = ​ 0 _ H ​= 0 Die Werte von sin φ und cos φ für φ = 0°, 30°, 45°, 60°, 90° kann man sich leicht mit der nebenstehend abgebildeten „Einhalb mal Wurzel-Regel“ merken. Diese Regel ergibt sich anhand der folgenden Abbildungen: h 30° 45° a a a d a 2 _ h 60° a a 2 _ φ sin φ 0° ​1 _ 2 ​· ​ � __ 0 ​= 0 90° 30° ​1 _ 2 ​· ​ � _ 1 ​= ​1 _ 2 ​ 60° 45° ​1 _ 2 ​· ​ � __ 2 ​= ​ ​� __ 2 ​ _ 2 ​ 45° 60° ​1 _ 2 ​· ​ � __ 3 ​= ​ ​� __ 3 ​ _ 2 ​ 30° 90° ​1 _ 2 ​· ​ � __ 4 ​= 1 0° cos φ φ 4.77 Überprüfe die Formeln des obigen Satzes für a) φ = 30°, b) φ = 45°! 4.78 a) Drücke sin φ durch cos φ aus! c) Drücke tan φ durch sin φ aus! b) Drücke cos φ durch sin φ aus! d) Drücke tan φ durch cos φ aus! 4.79 Welche beiden Gleichungen sind für 0 < φ < 90° richtig? Kreuze an! cos φ · tan φ = sin φ  cos φ · (1 – tan φ) = sin φ + cos φ  ​ 1 – sin φ _ sin φ ​ ​= ​ sin φ _ 1 + cos φ ​  cos​ ​2 ​φ · tan φ = sin φ · cos φ  sin φ · tan φ = ​ 1 – cos​ ​2​φ _ cos φ ​  R A H G φ 90° – φ AUFGABEN R Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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