00:00
00:00
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet

I den här lektionen lär du dig att använda sinus, cosinus och tangens. Dessa begrepp är grundläggande för att förstå trigonometri.

Samband i en rätvinklig triangel

Med hjälp av trigonometri kan vi beräkna triangelns okända vinklar och längder. Sambanden mellan vinklar och sidor kan sammanfattas så här.

Trigonometri

Kalkylator – Beräkna sidan eller vinkeln i en rätvinklig triangel

I kalkylatorn kan du använda dig av sinus, cosinus och tangens för att beräkna en vinkel eller en sida i en rätvinklig triangel.

Låt alltid ett av fälten vara tomt och de två andra vara ifyllda. Använd endast positiva tal och ingen text. Vinkeln vvv skall anges i grader och om hypotenusan anges så måste den vara större än närliggande/motstående katet.

tan =

sin =

cos =

Vad är Trigonometri?

Trigonometri är läran om sambanden mellan vinklarna och triangelns sidor. Till en början nöjer vi oss med att studera sambanden i rätvinkliga trianglar för att senare utvidga satserna till att möjliggöra beräkningar i samtliga trianglar.

Sambanden har en mängd olika användningsområden inom naturvetenskapen som exempelvis att kunna mäta avstånd mellan planeter och höjder på berg eller hus. Det har i lantmäteriet använts för att mäta avstånd och förstå hur byggnader och vägar skall konstrueras. När man sedan utvidgar den geometriska trigonometrin till att omfatta även trigonometriska funktioner så ökar användningsområdena ännu mer. Då kan dessa matematiska begrepp även beskriva växelström, ljudvågor eller pendlingar.

Sinus, Cosinus och Tangens

Till att börja med vill vi skapa förståelse av begreppen sinus, cosinus och tangens. De är grundstenar inom trigonometrin. Vi behöver därför definiera dessa begrepp.

I figuren nedan finns en rätvinklig triangel. Sidorna i en rätvinklig triangel har fått bestämda namn utifrån hur de förhåller sig till triangelns vinklar.

Rätvinklig triangel

Du kanske känner igen namnen från Pythagoras sats, med tillägget att att katetrarna benämns som närliggande och motstående.

Hypotenusan är, som tidigare, den sida på triangeln som befinner sig mitt emot den räta vinkeln. Hypotenusan är alltid triangelns längsta sida.

Den närliggande kateten är, som anas på namnet, den katet som befinner sig nära vinkeln vvv.

Den motstående kateten är, som också antyds i namnet, den katet som befinner sig mitt emot vinkeln vvv.

Utifrån dessa begrepp ska vi nu definiera begreppen sinus, cosinus och tangens.

Sinus

Definition av sinus

Definition av sinus

Vi kan med hjälp av detta samband bestämma antingen vinkeln vvv , motstående katet eller hypotenusan utifrån att två av dem är kända.

Exempel 1

Beräkna längden för xxx i triangeln.

Triangel med okänd vinkel

Lösning

Längden 888 motsvarar hypotenusan och  xxx den motstående kateten till vinkeln  3030^{\circ}30 . Vi kan då ställa upp ett samband för sinus.

sin30=\sin30^{\circ}=sin30=  x8\frac{x}{8}x8        beräkna VL

0,5=0,5=0,5= x8\frac{x}{8}x8               multiplicera båda leden med 888

x=4x=4x=4

Den motstående kateten längd är  444 l.e.

Men hjälp av sinusinversen, som betecknas  sin1\sin^{-1}sin1 eller  arcsin\arcsinarcsin,  kan vi bestämma vinkeln vvv, om vi känner till längden av motstående katet och hypotenusan, eftersom att

sinv=\sin v=sinv=  ac\frac{a}{c}ac      ger att     v=sin1v=\sin^{-1}v=sin1  (ac)\left(\frac{a}{c}\right)(ac )

Exempel 2

Bestäm vinkeln  vvv  då  sinv=\sin v=sinv= 48\frac{4}{8}48 

Lösning

Vi använder sinusinversen och får att då

sinv=\sin v=sinv= 48\frac{4}{8}48      ⇒

v=sin1v=\sin^{-1}v=sin1  (48)\left(\frac{4}{8}\right)(48 )   ⇒

v=30v=30^{\circ}v=30

Cosinus

Definition av cosinus

Cosinus definition

Men hjälp av cosinusinversen, som betecknas  cos1\cos^{-1}cos1 eller  arccos\arccosarccos ,  kan vi bestämma vinkeln vvv, om vi känner till längden av närliggande katet och hypotenusan, efter som att

cosv=\cos v=cosv=  bc\frac{b}{c}bc      ger att     v=cos1v=\cos^{-1}v=cos1  (bc)\left(\frac{b}{c}\right)(bc )

Nu går vi igenom ett exempel på hur man kan använda cosinus vid beräkningar.

Exempel 3

Bestäm vinkeln vv med två decimalers noggrannhet.

Trigonometri i Rätvinklig trinageln

Lösning

Längden  555 cm motsvarar hypotenusan och  333 cm den närliggande kateten till vinkeln  vvv. Vi kan då ställa upp ett samband för cosinus.

cosv=\cos v=cosv=  35\frac{3}{5}35          beräkna kvoten i HL
cosv=0,6\cos v=0,6cosv=0,6

Med hjälp av arccos\arccos eller inversen cos1\cos^{-1}, som är samma sak, kan vi nu bestämma vinkeln vvv.

cos1(cosv)=cos1(0,6)\cos^{-1}\left(\cos v\right)=\cos^{-1}\left(0,6\right)cos1(cosv)=cos1(0,6)

v53,13°v\approx53,13°v53,13°

Tangens

Definition av tangens

Tangens definition

Men hjälp av inversen av tangens, som betecknas  tan1\tan^{-1}tan1 eller  arctan\arctanarctan ,  kan vi bestämma vinkeln vvv, om vi känner till längden av motstående och närliggande katet eftersom att

tanv=\tan v=tanv=  ab\frac{a}{b}ab      ger att     v=tan1v=\tan^{-1}v=tan1  (ab)\left(\frac{a}{b}\right)(ab )

Exempel 4

Bestäm  tanu\tan utanu om  tanv=\tan v=tanv=  (58)\left(\frac{5}{8}\right)(58 )

Triangel med två okända vinklar

Lösning

Då tangens definieras som

tanv=\tan v=tanv=  Motsta˚ende katetNa¨rliggande katet\frac{\text{Motstående katet}}{\text{Närliggande katet}}Motstående katetNärliggande katet   vet vi att då

tanv=\tan v=tanv=  (58)\left(\frac{5}{8}\right)(58 )  leder till att   Motsta˚ende katetNa¨rliggande katet=58\frac{\text{Motstående katet}}{\text{Närliggande katet}}=\frac{5}{8}Motstående katetNärliggande katet =58   för vinkeln  vvv.

Det ger oss att triangeln ser ut som följer.

Rätvinklig triangel

Detta i sin tur ger att   tanu=\tan u=tanu= 85\frac{8}{5}85  , eftersom att närliggande och motstående katet får ”ombytta placeringar” för vinkel  vvv  och  uuu .

Sin, cos och tan på räknaren

För att få rätt värde på vinklarna du beräknar behöver du kontrollera att din räknare är inställd på rätt sorts vinklar. I denna kurs vill du att inställningen ska vara på grader, vilket oftast står på engelska på räknaren; degree.  I senare kursen kommer vi även att använda oss av radianer som är ett annat mått på vinklar.

Exempel 5

Beräkna  sin30°+cos30°tan30°\sin30°+\cos30°-\tan30°sin30°+cos30°tan30° och ange med tre decimalers noggrannhet.

Lösning

Vi använder räknare och beräknar de trigonometriska värdena.

sin30°+cos30°tan30°\sin30°+\cos30°-\tan30°\approxsin30°+cos30°tan30°
0,5+0,8660,577=0,7890,5+0,866-0,577=0,7890,5+0,8660,577=0,789

Trigonometrins historia

Trigonometrin har funnit med länge i vår matematiska historia. Redan i det forntida Egypten och Babylonien använde man satser om kvoter mellan sidorna i likformiga trianglar. Dessa satser la grunden till vår moderna trigonometri, med undantaget att vinklarna saknades.

Runt 300300300 f. Kr använde Euklides ett geometriskt språk för att formulera satser som i princip är samma som cosinussatsen. På 500500500 och 600600600 -talet gjorde de indiska matematikerna Aryabhata och Bhaskara tabeller och formler med både sinus och cosinus värden för olika vinklar. Följande århundrade var det många olika matematiker runt om i världen som var med och utvecklade trigonometrin till vad den är idag.

Att trigonometrin varit en del av matematiken så länge beror antagligen på att den har haft praktiska användningsområden sedan forntiden. Vem är inte intresserad av att kunna beräkna olika sträckor och vinklar för att kunna navigera sig på de öppna haven och stora vidderna?

Exempel i videon

  • Exempel på användningsområden för Trigonometri.
  • Beräkna sin55°\sin55°sin55°
  • Beräkna  sin1(0,819)\sin^{-1}(0,819)sin1(0,819).
  • Lös ekvationen  sinx=0,62\sin x=0,62sinx=0,62.
  • Ta reda på längden xx i en rätvinklig triangel där vinkeln är 60°60° och den närliggande kateten är 1010 m.
  • Lösa ekvationen  tan30°=\tan30°=tan30°=x120\frac{x}{120}x120 .