Yönlü Açılar, Birim Çember ve Trigonometrik Fonksiyonlar
Dik üçgendeki oranlardan birim çembere geçiyoruz. Yönlü açı, derece, radyan ve esas ölçü; sinüs, kosinüs, tanjant, kotanjant, sekant, kosekant; bölgelere göre işaretler, temel özdeşlikler, indirgeme ve sıralama.
9 ve 11. sınıf
AYT sıklığı9 sınavın 8’inde
75 dk
LevhaYönlü Açılar, Birim Çember ve Trigonometrik FonksiyonlarYönlü Açılar, Birim Çember ve Trigonometrik Fonksiyonlar
Bir dönme dolaba bindin. Kabin dönerken yerden yüksekliğin bir artıyor, bir azalıyor; 25 dakika sonra tam olarak kaç metre yüksekte olursun? Bu soruyu yanıtlamak için tek bir şeye ihtiyacın var: yarıçapı 1 olan bir çember üzerinde dönen bir noktanın koordinatları. Trigonometrinin tamamı bu noktanın apsisi ile ordinatından ibarettir.
Isınma
Başlamadan önce
Puansız. Takıldığın yer olursa ön koşul konuya göz at.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Dik kenarları 3 birim ve 4 birim olan dik üçgenin hipotenüsü kaç birimdir?
Dik kenarları topladın; Pisagor bağıntısında kareler toplanır.Karelerin toplamını buldun ama karekökünü almadın.Kareleri toplamak yerine çıkardın: 16−9=7.
Açıklama
Pisagor bağıntısı: 32+42=25 olduğundan hipotenüs 25=5 birimdir. Ayrıntısı Dik Üçgen sayfasında.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Kenarları 3, 4 ve 5 birim olan dik üçgenin bütün kenarları 2 katına çıkarılıyor. Kısa dik kenarın hipotenüse oranı ne olur?
Yalnızca payı 2 ile çarptın; hipotenüs de 2 katına çıkar.Yalnızca paydayı 2 ile çarptın; kısa kenar da 2 katına çıkar.Bu, kısa dik kenarın uzun dik kenara oranıdır.
Açıklama
Yeni kenarlar 6, 8 ve 10 olur: 106=53. Benzer üçgenlerde kenar oranları değişmez; trigonometrik oranlar bu yüzden üçgenin büyüklüğüne değil yalnızca açıya bağlıdır.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Yarıçapı 1 birim olan bir çemberin çevresi kaç birimdir?
Bu, yarıçapı 1 olan dairenin alanıdır: πr2.Çevre formülündeki π çarpanını unuttun.Yarıçap yerine çapın iki katını kullandın.
Açıklama
Çevre 2πr=2π⋅1=2π birimdir. Bu sayı birazdan “tam tur” açısının radyan ölçüsü olarak karşına çıkacak.
Temel
Dik üçgenden birim çembere
Dik üçgende trigonometrik oranlar
Bir dik üçgeni büyütüp küçülttüğünde kenarlar değişir ama kenarların birbirine oranı değişmez; çünkü ortaya çıkan üçgenler benzerdir. Demek ki bu oranlar yalnızca açıya bağlıdır. Sahnede üçgeni büyüt: uzunluklar değişirken oranların sabit kaldığını izle.
Bir dar açıya göre kenarları adlandıralım: açının karşısındaki dik kenar karşı, açının kolu olan dik kenar komşu, dik açının karşısındaki kenar hipotenüs.
ABCαkomşukarşıhipotenüs
α açısına göre karşı dik kenar, komşu dik kenar ve hipotenüs
Örnek
kolay
Kenarlardan oranları okumak
Dik kenarları 5 birim ve 12 birim olan bir dik üçgende en küçük açı α olduğuna göre sinα+cosα toplamı kaçtır?
Önce hipotenüsü bul, çünkü sinüs ve kosinüsün paydası hipotenüstür: 52+122=169=13.
Bir üçgende en küçük açı en kısa kenarın karşısındadır. Öyleyse α açısının karşısı 5, komşusu 12 birimdir.
Tanımları uygula: sinα=135 ve cosα=1312.
Sonuç
sinα+cosα=135+1312=1317
30°, 45° ve 60° açıları
Bu üç açının oranlarını ezberlemek zorunda değilsin; iki özel üçgenden okunur. Kareyi köşegeniyle ikiye bölersen 45°-45°-90° üçgenini, eşkenar üçgeni yüksekliğiyle ikiye bölersen 30°-60°-90° üçgenini elde edersin.
11245∘45∘31230∘60∘
Özel üçgenler: kenarlar 1,1,2 ve 1,3,2
Açı
sin
cos
tan
cot
30∘
21
23
33
3
45∘
22
22
1
1
60∘
23
21
3
33
Tabloda bir düzen var: sin30∘=cos60∘ ve tan30∘=cot60∘. Aynı üçgende bir açının karşısı, öbür dar açının komşusudur; toplamı 90∘ olan (tümler) açılarda sinüs ile kosinüs, tanjant ile kotanjant yer değiştirir.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
sin30∘+tan45∘ toplamı kaçtır?
tan45∘ değerini 22 sandın; o değer sin45∘ değeridir.sin30∘ yerine sin60∘ değerini yazdın.İki değeri toplamak yerine yalnızca tan45∘ değerini yazdın.
Açıklama
sin30∘=21 ve tan45∘=1 olduğundan toplam 23 olur.
Örnek
kolay
Duvara dayalı merdiven
6 metre uzunluğundaki bir merdiven, yerle 60∘ açı yapacak biçimde düz bir duvara dayanmıştır. Merdivenin duvara değdiği nokta yerden kaç metre yüksektedir?
Merdiven, duvar ve yer bir dik üçgen oluşturur. Merdiven hipotenüstür (6 m); aranan yükseklik 60∘ açının karşısındaki kenardır.
Karşı kenar ile hipotenüsü birbirine bağlayan oran sinüstür: sin60∘=6h.
sin60∘=23 yazıp h değerini çek: h=6⋅23.
Sonuç
h=33 metre (yaklaşık 5,2 metre)
Yönlü açı
Dik üçgendeki açı 0∘ ile 90∘ arasında kalır. Oysa dönen bir tekerlek 200∘ da döner, üç tam tur da atar, ters yöne de döner. Bunları anlatmak için açıya bir yön veriyoruz. Sahnede ışını iki yöne de çevir ve tam turu aşınca ne olduğuna bak.
Örneğin bir saatin yelkovanı 15 dakikada 90∘ döner; dönme saat yönünde olduğu için yönlü açının ölçüsü −90∘ olur.
Derece, dakika, saniye
Tam tur 360 eş parçaya bölündüğünde her parça 1 derecedir. Derecenin alt birimleri dakika ve saniyedir:
1∘=60′1′=60′′
Örnek
kolay
Derece ve dakikayla toplama
35∘48′+24∘27′ toplamı kaçtır?
Aynı birimleri topla: dereceler 35+24=59, dakikalar 48+27=75.
Dakika 60’ı aşamaz, çünkü 60′=1∘ eder. 75′=60′+15′=1∘15′ yaz ve 1∘‘yi derecelere ekle.
Sonuç
35∘48′+24∘27′=60∘15′
Radyan
Dereceyi insanlar seçmiştir; 360 sayısının özel bir yanı yok. Radyan ise çemberin kendisinden çıkar: yarıçapı alıp çemberin üzerine yatırırsın. Sahnede yarıçap uzunluğundaki ipi yaya sar; tam tura kaç tane sığdığını say.
rrr1radOAB
Yay uzunluğu yarıçapa eşitse merkez açı 1 radyandır (yaklaşık 57,3∘)
Sık kullanacakların: 30∘=6π, 45∘=4π, 60∘=3π, 90∘=2π, 270∘=23π. Birim yazılmamışsa ölçü radyandır: sin2 ifadesindeki 2, iki radyandır.
Örnek
kolay
Derece ile radyan arasında geçiş
150∘ kaç radyandır? 47π radyan kaç derecedir?
180D=πR eşitliğinde D=150 yaz: R=180150π=65π.
Radyandan dereceye geçerken en kısa yol π yerine 180∘ yazmaktır, çünkü π radyan 180∘ eder: 47⋅180∘=315∘.
Sonuç
150∘=65π radyan ve 47π radyan =315∘
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
32π radyan kaç derecedir?
π yerine 90∘ yazdın; π radyan 180∘ eder.π yerine 360∘ yazdın; 360∘ olan 2π radyandır.Kesri ters çevirdin: 23⋅180∘ hesapladın.
Açıklama
π yerine 180∘ yaz: 32⋅180∘=120∘.
Esas ölçü
30∘, 390∘ ve −330∘ ölçülü açıların bitim kenarı aynıdır; aralarında yalnızca tam turlar vardır. Bitim kenarı aynı olan açıların trigonometrik değerleri de aynıdır, bu yüzden hepsini tek bir temsilciyle göstermek işimizi kolaylaştırır.
Örnek
kolay
Üç farklı esas ölçü
Ölçüleri 1000∘, −130∘ ve 429π radyan olan açıların esas ölçülerini bul.
1000∘: içindeki tam turları at. 1000=2⋅360+280 olduğundan esas ölçü 280∘‘dir.
−130∘: esas ölçü negatif olamaz, bu yüzden bir tam tur ekle: −130∘+360∘=230∘.
429π: tam tur 2π=48π‘tür. 29=3⋅8+5 olduğundan üç tam tur atılır: 429π−6π=45π.
Sonuç
Esas ölçüler sırasıyla 280∘, 230∘ ve 45π
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
−400∘ ölçülü açının esas ölçüsü kaç derecedir?
Eksi işaretini atıp 400−360 hesapladın; negatif açıda tam tur eklenir.Bir tam tur ekledin ama sonuç hâlâ negatif: −40∘; esas ölçü negatif olamaz, bir tur daha ekle.−40∘ bulduktan sonra 360∘ yerine 180∘ ekledin.
Açıklama
−400∘+2⋅360∘=320∘ ve 0∘≤320∘<360∘.
Birim çember
Dik üçgende hipotenüsü 1 seçersen karşı kenar doğrudan sinα, komşu kenar doğrudan cosα olur. Bu üçgeni koordinat düzlemine, hipotenüsü orijinden çıkacak biçimde yerleştir: hipotenüsün ucu yarıçapı 1 olan bir çember çizer. Sahnede noktayı sürükle; koordinatlarının nasıl değiştiğini izle.
−11x1yPP(cosθ,sinθ)cosθsinθ
P dönerken apsisi cosθ, ordinatı sinθ değerini verir
Bu tanım dar açıda dik üçgen tanımıyla aynı sonucu verir, ama artık her açı için geçerlidir. Çember üzerindeki bir noktanın koordinatları −1 ile 1 arasında kaldığından her θ için
−1≤sinθ≤1−1≤cosθ≤1
Eksenler üzerindeki noktalardan şu değerler okunur:
Açı
0∘
90∘
180∘
270∘
Nokta
(1,0)
(0,1)
(−1,0)
(0,−1)
sin
0
1
0
−1
cos
1
0
−1
0
Örnek
kolay
Geniş açının sinüsü ve kosinüsü
Birim çemberden yararlanarak sin120∘ ve cos120∘ değerlerini bul.
120∘ açısının bitim kenarı ikinci bölgededir ve x ekseninin negatif tarafıyla 180∘−120∘=60∘ açı yapar.
P noktasından x eksenine dikme in. Hipotenüsü 1, bir açısı 60∘ olan dik üçgen oluşur: yatay kenar cos60∘=21, düşey kenar sin60∘=23.
Uzunlukları koordinata çevirirken yöne bak: P noktası y ekseninin solunda, x ekseninin üstündedir. Apsis negatif, ordinat pozitiftir: P=(−21,23).
Sonuç
sin120∘=23 ve cos120∘=−21
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
cos180∘+sin90∘ toplamı kaçtır?
cos180∘ değerini 1 aldın; 180∘ açısının noktası (−1,0)'dır, apsisi −1.cos180∘ değerini 0 aldın; apsis ile ordinatı karıştırdın.sin90∘ değerini 0 aldın; 90∘ açısının noktası (0,1)'dir, ordinatı 1.
Açıklama
180∘ açısının noktası (−1,0), 90∘ açısının noktası (0,1)‘dir: cos180∘+sin90∘=−1+1=0.
Temel bölümü tamamlandı.
Orta
İşaretler, özdeşlikler ve indirgeme
Bölgelere göre işaretler
cosθ bir apsis, sinθ bir ordinat olduğuna göre işaretlerini bulmak için formül gerekmez: noktanın hangi bölgede olduğuna bakman yeter. Sahnede noktayı dört bölgede gezdir; hangi değerin ne zaman işaret değiştirdiğini izle.
Eksenler düzlemi dört bölgeye ayırır: 0∘ ile 90∘ arası I. bölge, 90∘ ile 180∘ arası II. bölge, 180∘ ile 270∘ arası III. bölge, 270∘ ile 360∘ arası IV. bölgedir. Sinüs ordinat olduğu için x ekseninin üstünde (I ve II), kosinüs apsis olduğu için y ekseninin sağında (I ve IV) pozitiftir.
xyIhepsi +IIsin,cosec+IIItan,cot+IVcos,sec+
Her bölgede pozitif olan trigonometrik fonksiyonlar
Örnek
orta
Bir çarpımın işareti
sin200∘⋅cos310∘⋅tan100∘ çarpımının işareti nedir?
Değer hesaplamaya gerek yok; yalnızca bölgeleri bul. 200∘ III. bölgede, 310∘ IV. bölgede, 100∘ II. bölgededir.
III. bölgede ordinat negatiftir: sin200∘ negatif. IV. bölgede apsis pozitiftir: cos310∘ pozitif.
Tanjant, ordinatın apsise oranıdır. II. bölgede ordinat pozitif, apsis negatiftir; oran negatif çıkar: tan100∘ negatif.
Sonuç
(−)⋅(+)⋅(−)=(+); çarpım pozitiftir.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
sinθ negatif ve tanθ pozitif ise θ açısının bitim kenarı hangi bölgededir?
I. bölgede sinüs pozitiftir.II. bölgede sinüs pozitif, tanjant negatiftir; koşulların tam tersi.IV. bölgede sinüs negatiftir ama tanjant da negatiftir.
Açıklama
Sinüs III ve IV. bölgelerde negatiftir. Tanjant I ve III. bölgelerde pozitiftir. İkisini birden sağlayan III. bölgedir.
Tanjant, kotanjant, sekant, kosekant
Sinüs ve kosinüs çemberin içindeki iki uzunluktu. Bitim kenarını çemberin dışına, x=1 teğet doğrusuna kadar uzatırsan iki uzunluk daha ortaya çıkar: tanjant ve sekant. Sahnede açıyı 90∘‘ye yaklaştır; tanjantın nasıl sınırsız büyüdüğünü gör.
xycosθsinθtanθθPHATO∣OT∣=secθ
OHP ve OAT benzer dik üçgenlerdir: ∣AT∣=tanθ, ∣OT∣=secθ
Şekildeki iki dik üçgenin açıları aynıdır, yani benzerdirler. ∣OA∣=1 olduğundan ∣OA∣∣AT∣=∣OH∣∣HP∣ eşitliği ∣AT∣=cosθsinθ=tanθ verir. Aynı benzerlikten ∣OP∣∣OT∣=∣OH∣∣OA∣, yani ∣OT∣=cosθ1=secθ çıkar. x=1 doğrusuna bu yüzden tanjant ekseni denir; benzer biçimde y=1 doğrusu kotanjant eksenidir.
Bu çizim yeni değil: 10. yüzyılda Ebu’l Vefa trigonometrik oranları yarıçapı 1 olan çember üzerinde ele almış ve tanjantı ayrı bir fonksiyon olarak incelemiş, 15. yüzyılda Gıyaseddin Cemşid sin1∘ değerini çok sayıda basamağa kadar doğru hesaplamıştır.
Temel özdeşlikler
Hepsi Pisagor bağıntısıdır. Birincisi OHP üçgeninde (cosθ, sinθ, 1), üçüncüsü OAT üçgeninde (1, tanθ, secθ) yazılmıştır. Dördüncüsü, birinci özdeşliğin iki yanı sin2θ ile bölünerek de bulunur. sin2θ yazımı (sinθ)2 demektir.
Örnek
orta
Bir değerden diğerlerini bulmak
2π<θ<π ve sinθ=53 olduğuna göre cosθ ve tanθ değerleri kaçtır?
Sinüs ile kosinüsü bağlayan özdeşliği kullan: cos2θ=1−sin2θ=1−259=2516.
Karekök alınca iki aday çıkar: cosθ=54 ya da cosθ=−54. Hangisi olduğunu bölge söyler: θ II. bölgededir, apsis negatiftir. Öyleyse cosθ=−54.
Bir otoparkın 26 metre uzunluğundaki rampası yatayla θ açısı yapmaktadır ve tanθ=125‘dir. Rampanın üst ucu, alt ucundan kaç metre yüksektedir?
Rampa hipotenüs, yükseklik θ açısının karşısındaki kenardır. Bu ikisini bağlayan oran sinüstür; elimizde ise tanjant var. Önce sinθ değerini bulmalıyız.
tanθ=125 için karşısı 5k, komşusu 12k olan yardımcı dik üçgeni düşün. Hipotenüsü 25k2+144k2=13k olur; θ dar açı olduğundan sinθ=135.
Gerçek üçgende hipotenüs 26 metredir: h=26⋅sinθ=26⋅135.
Sonuç
h=10 metre
Örnek
orta
Özdeşlikle sadeleştirme
1+cosxsinx+sinx1+cosx ifadesinin en sade biçimi nedir?
İki kesri toplamak için payda eşitle. Ortak payda sinx⋅(1+cosx) olur:
sinx⋅(1+cosx)sin2x+(1+cosx)2
Payı aç: sin2x+1+2cosx+cos2x. Burada sin2x+cos2x=1 olduğu için pay 2+2cosx=2(1+cosx) olur.
sinx+cosx=21 olduğuna göre sinx⋅cosx çarpımı kaçtır?
41−1 farkını ikiye bölmeyi unuttun.İşaret hatası: 2sinxcosx=41−1 negatiftir.sin2x+cos2x toplamını 1 yerine 0 aldın.
Açıklama
İki yanın karesini al: sin2x+2sinxcosx+cos2x=41. sin2x+cos2x=1 olduğundan 2sinxcosx=−43 ve sinxcosx=−83.
İndirgeme: her açıyı dar açıya taşımak
sin150∘ değerini bulmak için yeni bir tablo gerekmez. 150∘ açısının noktası, 30∘ açısının noktasının y eksenine göre yansımasıdır; ordinatları aynıdır. Sahnede θ açısını değiştir ve dört noktanın birlikte nasıl hareket ettiğini izle.
θθ:(a,b)π−θ:(−a,b)π+θ:(−a,−b)2π−θ:(a,−b)
θ, π−θ, π+θ ve 2π−θ açılarının noktaları: koordinatlar aynı, yalnızca işaretler değişir
Dört noktanın koordinatları yalnızca işaretle ayrılır. Örneğin π−θ açısının noktası (−a,b) olduğundan sin(π−θ)=b=sinθ ve cos(π−θ)=−a=−cosθ olur. 2π−θ ile −θ açılarının bitim kenarı aynıdır; bu yüzden sin(−θ)=−sinθ ve cos(−θ)=cosθ.
Tümler açılarda ise koordinatlar yer değiştirir:
xyy=xθθ(a,b)(b,a)O
θ ve 2π−θ açılarının noktaları y=x doğrusuna göre simetriktir
2π−θ açısının noktası (b,a) olduğundan sin(2π−θ)=a=cosθ ve cos(2π−θ)=b=sinθ olur. İsim değişiminin nedeni budur.
En sık kullanılanlar:
Açı
sin
cos
tan
2π−θ
cosθ
sinθ
cotθ
2π+θ
cosθ
−sinθ
−cotθ
π−θ
sinθ
−cosθ
−tanθ
π+θ
−sinθ
−cosθ
tanθ
23π−θ
−cosθ
−sinθ
cotθ
23π+θ
−cosθ
sinθ
−cotθ
2π−θ
−sinθ
cosθ
−tanθ
Tabloyu ezberleme; her satırı iki adımlı kuralla kendin üretebilmelisin. Kural, θ dar açı olmasa da doğru sonucu verir; dar açı kabulü yalnızca işareti kolay bulmak içindir.
Örnek
orta
Üç açıyı dar açıya indirgemek
sin150∘+cos240∘+tan315∘ toplamı kaçtır?
150∘=180∘−30∘: II. bölge, sinüs pozitif, k çift olduğundan ad aynı. sin150∘=sin30∘=21.
240∘=180∘+60∘: III. bölge, kosinüs negatif, ad aynı. cos240∘=−cos60∘=−21.
315∘=360∘−45∘: IV. bölge, tanjant negatif, ad aynı. tan315∘=−tan45∘=−1.
Adı değiştirmedin; 23π düşey eksendedir, sinüs kosinüse döner.Adı doğru değiştirdin ama işareti unuttun: III. bölgede sinüs negatiftir.Ne ad değişimini ne de III. bölgedeki eksi işaretini uyguladın.
Açıklama
23π−θ III. bölgededir, sinüs orada negatiftir. k=3 tek olduğundan ad değişir: −cosθ.
Sahnede dene
Sahnede θ=30∘ seç ve dört noktanın ordinatlarını oku. Hangi iki açının sinüsü 21, hangi ikisinin −21?
Orta bölümü tamamlandı.
İleri
Sıralama ve birleşik sorular
Trigonometrik değerleri sıralamak
Sınavda değerlerin kendisi değil, sırası sorulur: hangisi büyük? Yanıt birim çemberdeki uzunlukları karşılaştırmaktan geçer. Sahnede açıyı 0∘‘den 90∘‘ye götür; sinüs, kosinüs ve tanjant çubuklarının boylarını ve 45∘‘de olanı izle.
I. bölgede açı büyüdükçe nokta yukarı ve sola kayar: sinüs ve tanjant artar, kosinüs ve kotanjant azalır. 45∘ dönüm noktasıdır; orada sin=cos ve tan=cot=1 olur.
Son satırın nedeni: tanθ=cosθsinθ ifadesinde payda 1’den küçük olduğu için sonuç sinθ‘dan büyüktür; secθ=cosθ1 ifadesinde ise pay 1, yani sinθ‘dan büyüktür. Farklı bölgelerdeki açıları sıralarken önce işaretlere bak, sonra hepsini indirgemeyle I. bölgeye taşı.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
0∘<θ<45∘ olduğuna göre aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?
Bu aralıkta nokta yatay eksene daha yakındır: ordinat apsisten küçüktür.tan45∘=1 ve tanjant artandır; 45∘'den küçük açılarda tanjant 1'den küçüktür.Dar açıda cosθ<1 olduğundan tanθ her zaman sinθ'dan büyüktür.
Açıklama
45∘‘den küçük dar açılarda nokta y=x doğrusunun altındadır: ordinat (sinθ) apsisten (cosθ) küçüktür.
Örnek
zor
Farklı bölgelerden üç değer
a=sin110∘, b=cos200∘ ve c=tan250∘ sayılarını küçükten büyüğe sırala.
Önce işaretler. 110∘ II. bölgede: sinüs pozitif. 200∘ III. bölgede: kosinüs negatif. 250∘ III. bölgede: tanjant pozitif. Tek negatif sayı b olduğundan en küçük odur.
Kalan ikisini I. bölgeye indir: a=sin(180∘−70∘)=sin70∘ ve c=tan(180∘+70∘)=tan70∘.
Aynı dar açıda sinüs tanjanttan küçüktür; ayrıca sin70∘<1<tan70∘. Öyleyse a<c.
Sonuç
b<a<c
Örnek
zor
Dönme dolap
Yarıçapı 20 metre olan bir dönme dolabın merkezi yerden 22 metre yüksektedir. Dolap saat yönünün tersine, sabit hızla dönmekte ve bir turunu 12 dakikada tamamlamaktadır. Bir kabin, merkezle aynı yükseklikte ve merkezin sağında olduğu anda harekete başlıyor. Bu kabin 25 dakika sonra yerden kaç metre yüksekte olur?
Kabinin başlangıç konumunu 0∘ kabul et; saat yönünün tersine döndüğü için açı pozitif yönde büyür. 12 dakikada 360∘ dönen kabin dakikada 30∘ döner; 25 dakikada 25⋅30∘=750∘.
Konumu belirleyen esas ölçüdür, çünkü tam turlar kabini aynı yere getirir: 750∘−2⋅360∘=30∘.
Birim çemberde ordinat sin30∘‘dir. Yarıçap 20 metre olduğundan kabin, merkezin 20⋅sin30∘=10 metre üstündedir.
Merkez yerden 22 metre yüksekte olduğundan yüksekliği yere göre yaz: 22+10.
Sonuç
Kabin yerden 32 metre yüksektedir.
Örnek
zor
Toplamdan çarpıma
0<x<2π ve tanx+cotx=4 olduğuna göre sinx+cosx toplamı kaçtır?
Her şeyi sinüs ve kosinüs cinsinden yaz; karmaşık ifadelerde en güvenli yol budur:
Üçgen dar açılı olduğundan x, y ve z açılarının üçü de 0∘ ile 90∘ arasındadır; bu aralıkta sinüs artandır. z<y<x olduğundan sinz<siny<sinx, yani a<b<c.
Tuzak: x+y en büyük toplam diye a'yı en büyük sanmak. Toplamlar geniş açıdır; II. bölgede açı büyüdükçe sinüs küçülür.
Cevap: A
2019 AYTSoru 31
Kolay
Sıralama
a sayısı (12π,6π) aralığındadır.
x=sin(3a)y=cos(3a)z=tan(3a)
Buna göre x, y ve z sayılarının sıralaması aşağıdakilerden hangisidir?
Paydayı iki kare farkı olarak ayır: cos2x=1−sin2x=(1−sinx)(1+sinx). Verilen aralıkta sinx=1 olduğundan (1−sinx) sadeleşir:
1+sinxsinx=41
İçler dışlar çarpımı: 4sinx=1+sinx, yani sinx=31.
cosecx=sinx1=3.
Kontrol: sinx=31 için cos2x=98 ve sol taraf 9831⋅32=41 olur.
Cevap: E
2018 AYTSoru 29
Orta
Birim çemberde uzunluklar
Şekilde O merkezli, yarıçapı 1 birim olan bir yarım çember ile OAB ve ODC dik üçgenleri çizilmiştir. A ve C noktaları hem OAB üçgeninin hem de yarım çemberin üzerindedir; m(AOC)=x'tir.
Buna göre
∣CD∣+∣DA∣∣AB∣+∣BC∣
oranı x cinsinden aşağıdakilerden hangisine eşittir?
xODACB
İpucu
∣OA∣=∣OC∣=1. Dört uzunluğun her birini sinx, cosx, tanx ve secx cinsinden yaz; ODC ile OAB üçgenlerinin benzer olduğuna dikkat et.
A ve C yarım çember üzerinde olduğundan ∣OA∣=∣OC∣=1.
Küçük üçgen (ODC, dik açı D'de): hipotenüs 1 olduğundan ∣CD∣=sinx ve ∣OD∣=cosx. Buradan ∣DA∣=∣OA∣−∣OD∣=1−cosx.
Büyük üçgen (OAB, dik açı A'da):∣OA∣=1 olduğundan ∣AB∣=tanx ve ∣OB∣=secx. Buradan ∣BC∣=∣OB∣−∣OC∣=secx−1.
Pay: tanx+secx−1=cosxsinx+1−cosx.
Payda: sinx+1−cosx.
∣CD∣+∣DA∣∣AB∣+∣BC∣=cosx1=secx
Kısa yol: ODC ve OAB üçgenleri benzerdir, benzerlik oranı ∣OD∣∣OA∣=cosx1'tir. OAB üçgenindeki her uzunluk, ODC üçgenindeki karşılığının secx katıdır; ∣BC∣ ile ∣DA∣ da bu oranı korur. Tuzak: ∣BC∣ ve ∣DA∣ üçgen kenarı değil, iki uzunluğun farkıdır.
Cevap: E
Özgün sorular
Özgün soru1
Kolay
Radyan ve derece
Ölçüsü 52π radyan olan bir açının bütünleri kaç derecedir?
Çözüm
π radyan 180∘ olduğundan 52π radyan =52⋅180∘=72∘.
ifadesinin en sade biçimi aşağıdakilerden hangisidir?
İpucu
Altı ifadeyi tek tek indir: önce verilen fonksiyonun bölgedeki işareti, sonra ad (2π ve 23π çevresinde ad değişir). Payda tanıdık bir özdeşlik çıkacak.
Çözüm
Pay.
sin(π−x)=sinx (II. bölge, sinüs pozitif, ad aynı)
cos(23π+x)=sinx (IV. bölge, kosinüs pozitif, ad değişir)
cos(π+x)=−cosx (III. bölge, kosinüs negatif, ad aynı)
sin(2π−x)=cosx (I. bölge, sinüs pozitif, ad değişir)
Pay: sinx⋅sinx−(−cosx)⋅cosx=sin2x+cos2x=1.
Payda.
tan(2π+x)=−cotx (II. bölge, tanjant negatif, ad değişir)
cot(π−x)=−cotx (II. bölge, kotanjant negatif, ad aynı)
Payda: (−cotx)⋅(−cotx)=cot2x.
cot2x1=tan2x
Kontrol (x=45∘): pay 21+21=1, payda tan135∘⋅cot135∘=(−1)(−1)=1; sonuç 1=tan245∘. Bu değer B seçeneğiyle de uyuşur; x=30∘ ile ayırt edilir: payda tan120∘⋅cot150∘=(−3)(−3)=3, sonuç 31=tan230∘.
Cevap: C
Özgün soru5
Orta
Yönlü açı ve birim çember
Bir duvar saatinin yelkovanı 12 cm uzunluğundadır ve saatin merkezi etrafında dönmektedir. Saat tam 3'ü gösterirken yelkovanın ucu en üst noktadadır.
Buna göre saat 3'ü 40 dakika geçtiğinde yelkovanın ucu, saatin merkezinden geçen yatay doğruya göre nerededir?
İpucu
Yelkovan saat yönünde döner; bu, negatif yönlü bir açıdır. Başlangıç konumu (en üst nokta) standart konumda kaç derecedir?
Çözüm
Saatin merkezini orijin al. En üst nokta, standart konumda 90∘ açısına karşılık gelir.
Yelkovan 60 dakikada 360∘, yani dakikada 6∘ döner. 40 dakikada 240∘ döner; dönme saat yönünde olduğundan yönlü açı −240∘'dir.
Yelkovanın yeni konumu: 90∘−240∘=−150∘; esas ölçüsü −150∘+360∘=210∘.
Yarıçapı 12 cm olan çemberde ucun ordinatı
12⋅sin210∘=12⋅(−21)=−6
olur. Ordinat negatif olduğundan uç, yatay doğrunun 6 cm aşağısındadır.
Kontrol: 40. dakikada yelkovan 8 rakamını gösterir; 8 rakamı kadranın sol alt bölümündedir. Tuzak: açıyı pozitif yönde almak (90∘+240∘=330∘) yine −6 verir ama ucu yanlışlıkla sağ alta koyar; apsis sorulsaydı sonuç değişirdi.
Cevap: B
Özgün soru6
Zor
Temel özdeşlikler
0<x<2π olmak üzere
sinx−cosx=51
olduğuna göre tanx kaçtır?
İpucu
Eşitliğin karesini alarak sinx⋅cosx çarpımını bul. Ardından (sinx+cosx)2 ifadesini hesapla; fark ile toplamı bilirsen iki değeri de bulursun.
Çözüm
İki yanın karesini al:
sin2x−2sinxcosx+cos2x=251⇒2sinxcosx=1−251=2524
Toplamın karesi:
(sinx+cosx)2=1+2sinxcosx=2549
x I. bölgede olduğundan toplam pozitiftir: sinx+cosx=57.
Toplam ve farkı alt alta yaz:
sinx+cosx=57,sinx−cosx=51
Taraf tarafa toplanırsa 2sinx=58, yani sinx=54 ve cosx=53 bulunur.
tanx=3/54/5=34.
Kontrol: 54−53=51 ve 2516+259=1. Tuzak: 43 seçeneği sinüs ile kosinüsün yerini karıştıranlar içindir; fark pozitif olduğundan sinüs büyük olandır.
Cevap: B
Özgün soru7
Zor
Sıralama
Açı ölçüleri radyan cinsinden olmak üzere
a=sin1b=sin2c=sin3
sayıları veriliyor. Buna göre a, b ve c sayılarının sıralaması aşağıdakilerden hangisidir?
İpucu
π≈3,14 olduğundan 2π≈1,57'dir. 2 ve 3 radyanlık açılar hangi bölgededir? sin(π−θ)=sinθ ile hepsini I. bölgeye taşı.
Çözüm
2π≈1,57 ve π≈3,14 olduğundan 1 radyan I. bölgede, 2 ve 3 radyan II. bölgededir. Üç sinüs de pozitiftir; işaretle ayıramayız, I. bölgeye indirmeliyiz.
sin(π−θ)=sinθ kullan:
b=sin2=sin(π−2)≈sin1,14c=sin3=sin(π−3)≈sin0,14
Şimdi üç açı da I. bölgededir: 0,14<1<1,14<2π. I. bölgede sinüs artan olduğundan
sin0,14<sin1<sin1,14
yani c<a<b.
Tuzak: "açı büyüdükçe sinüs büyür" diyerek a<b<c yazmak; bu yalnızca I. bölgede doğrudur. Yaklaşık değerler: c≈0,14, a≈0,84, b≈0,91.