Kotne funkcije na splošno

Kotne funkcije na splošno

Avtor: E-um (vsebinsko), Skupina NAUK (tehnično)

Učni cilji: V tej enoti bomo izvedeli, kaj je kotomerna krožnica in kako nam pomaga pri vpeljavi kotnih funkcij za kote, ki niso ostri.

Uvod

Zdaj vemo, da kotne funkcije ostrih kotov vpeljemo s pomočjo pravokotnega trikotnika.

Kaj pa, če koti niso ostri, če merijo , ali več kot ?

V tem primeru potrebujemo t. i. kotomerno, enotsko krožnico. Kotomerna ji rečemo zato, ker v njej merimo (odmerjamo) kote, enotska pa zato, ker njen polmer meri enoto. Kot v krožnici odmerimo tako, da je vrh kota v koordinatnem izhodišču, prvi (nepremični) krak kota leži na pozitivnem poltraku osi , drugi (premični) krak pa je odvisen od velikosti kota, zato se krak lahko nahaja v katerem koli od štirih kvadrantov.

Odmerjanje kota na enotski kržnici

Z miško primi točko in jo premikaj po enotski krožnici v vse štiri kvadrante. Opazuj odmerjanje kota ob spreminjanju premičnega kraka kota.

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Naj bo pravokotna projekcija točke na os . Opazujmo pravokotni trikotnik , ko je točka v prvem kvadrantu, in zapišimo sinus in kosinus ostrega kota :

.

Tu sta in koordinati točke .

Dobljeni zvezi se zdita primerni za to, da ju uporabimo tudi za kote , ki niso ostri, in tako vpeljemo kotni funkciji sinus in kosinus na naslednji način:

 

Sinus poljubnega kota je enak ordinati točke, v kateri premični krak kota seka enotsko krožnico.

Kosinus poljubnega kota je enak abscisi točke, v kateri premični krak kota seka enotsko krožnico. To krajše pogosto zapišemo kot:

, .

Sinus in kosinus definirana v enotski krožnici

Opazujmo spreminjanje koordinat točke (s tem pa tudi vrednosti funkcij sinus in kosinus), ko kroži po enotski krožnici.

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Kaj lahko povemo o koordinatah gibajoče se točke ?

Ker se giblje po krožnici, je njeno gibanje omejeno tako v vodoravni kot v navpični smeri. Največja vrednost , ki jo doseže, je , prav tako je tudi največja vrednost koordinate . Najmanjša vrednost , kot tudi najmanjša vrednost , je . Zato rečemo, da sta sinus in kosinus omejeni funkciji. Največja vrednost, ki jo funkciji dosežeta, je , najmanjša vrednost pa .

Pozor!
Če se ti bo kdaj koli primerilo, da boš za vrednost funkcij sinus ali kosinus dobil števila, ki bodo večja od ali manjša od , vedi, da si se nekje krepko zmotil!
Ali si razumel, o čem smo do zdaj govorili, bo preverila naslednja naloga.

Naloga

Dopolni tabelo.
Določi vrednosti sinusa in kosinusa za dane kote, pri čemer naj ti pomaga prej opazovana točka (en primer je že izdelan).

NamigPreveri

Pravilno

Bravo. Vsi tvoji odgovori so pravilni.

Napačno

Mogoče je, da je kateri od tvojih odgovorov pravilen, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Namig

Najprej poišči točko, v kateri premični krak tvojega kota seka krožnico. Če tej točki odčitaš , si s tem določil kosinus kota, če pa ji določiš njen , pa si ugotovil sinus kota, ki te zanima.

Predznak funkcij sinusa in kosinusa po kvadrantih

Izpolni tabelo.

V spodnji tabeli določi, kakšen predznak imata funkciji sinus in kosinus po posameznih kvadrantih. Če je funkcija pozitivna, to označi s , če pa je negativna, pa z znakom .

SinusKosinus
I. kvadrant
II. kvadrant
III. kvadrant
IV. kvadrant
Preveri

Pravilno

Bravo. Vsi tvoji odgovori so pravilni.

Napačno

Mogoče je, da je kateri od tvojih odgovorov pravilen, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Tanges definiran v enotski krožnici

Zdaj pa premislimo še, kje v enotski krožnici bo viden tangens in kje kotangens izbranega kota.

V obeh primerih potrebujemo dva podobna pravokotna trikotnika.

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Ker sta si trikotnika in podobna, se ujemata v razmerju istoležnih stranic, zato velja:

, torej je (imamo enotsko krožnico), kar lahko poenostavimo še v , saj vemo, da je .

Zveza nam pove, kje odčitamo vrednost funkcije tangens.

 
Tangens kota je enak odseku, ki ga naredi premični krak kota na desni tangenti enotske krožnice (tangenti, postavljeni v točki ).



Pozor!
Če premični krak tangente ne seka (če je kot v II. ali III. kvadrantu), narišemo podaljšek kraka skozi koordinatno izhodišče, ki pa tangento zagotovo seka. Če krak tangento seka pod osjo , odseku pripišemo negativni predznak.

Kotanges definiran v enotski krožnici

Podobno premislimo, kje bomo lahko odčitali vrednost funkcije kotangens. Slika, ki nam v tem primeru pomaga, vključuje enotsko krožnico z zgornjo tangento (postavljeno v točki ).

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Podobna trikotnika, ki nas zanimata, sta in . Njune stranice lahko postavimo v sorazmerje , kar je isto kot , iz tega pa sledi iskana zveza . Namesto odseka raje izberemo njemu skladni odsek .

 
Kotangens kota je enak odseku, ki ga naredi premični krak kota na zgornji tangenti enotske krožnice (tangenti, postavljeni v točki ).



Tudi v tem primeru velja podobno kot prej: če premični krak zgornje tangente ne seka (če je kot v III. ali IV. kvadrantu), narišemo podaljšek kraka skozi koordinatno izhodišče. Če krak seka tangento levo od osi , mu pripišemo negativni predznak.

Predznak funkcij tangensa in kotangensa po kvadrantih

Opazuj spreminjanje tangensa in kotangensa na spodnji animaciji in določi njun predznak po kvadrantih.

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Dopolni tabelo.

V spodnji tabeli določi, kakšen predznak imata funkciji tangens in kotangens po posameznih kvadrantih. Če je funkcija pozitivna, to označi s , če pa je negativna, pa z znakom .

TangensKotangens
I. kvadrant
II. kvadrant
III. kvadrant
IV. kvadrant
Preveri

Pravilno

Bravo. Vsi tvoji odgovori so pravilni.

Napačno

Mogoče je, da je kateri od tvojih odgovorov pravilen, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Vrednosti funkcij tangens in kotangens

Izpolni še to tabelo.
Določi vrednosti funkcij tangens in kotangens za kote v tabeli. Pomagaj si s prejšnjimi slikami ali pa z zvezo . Če vrednosti funkcije ni mogoče določiti, izberi znak .

Preveri

Pravilno

Bravo. Vsi tvoji odgovori so pravilni.

Napačno

Mogoče je, da je kateri od tvojih odgovorov pravilen, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Kotne funkcije suplementarnih kotov

Razen komplementarnih kotov, ki merita skupaj , poznamo tudi suplementarne kote.

Suplementarna kota sta kota, ki skupaj merita .

Tako kot se komplementarna kota dopolnita v pravi kot, se suplementarna kota dopolnita v iztegnjeni kot.

Vrišimo dva taka kota v enotsko krožnico (oba moramo odmeriti v pozitivni smeri od pozitivnega poltraka osi ) in primerjajmo koordinate točk in ! Točko premikaj z miško v prvem kvadrantu.

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Kaj lahko povemo na podlagi slike? Primerjajmo koordinate točk in , saj sta ti dve točki odgovorni za sinus in kosinus kotov ter .

Ker je , je .

Ker je , je .

Če delimo prvo enakost z drugo, dobimo .

Če pa delimo drugo enakost s prvo, se izkaže, da je .

Povzemimo.

S pravkar pridobljenim znanjem lahko določimo točne vrednosti kotnih funkcij za kote , in , saj so ti koti suplementarni koti za kote , in .

Določimo kotne funkcije kota .





Pri predzadnjem koraku smo si pomagali z lastnostmi kotnih funkcij komplementarnih kotov. Vrednosti tangensa in kotangensa lahko določimo tudi z deljenjem sinusa in kosinusa iz prvih dveh računov.

Za utrjevanje znanja pa ti je spet na voljo nekaj dodatnih nalog.

Naloga 1

Določi kvadrant, v katerem leži dani kot , potem pa še predznake vseh štirih kotnih funkcij danega kota (pozitivno vrednost označi s , negativno pa z ).

Kvadrant
Preveri

Pravilno

Bravo. Vsi tvoji odgovori so pravilni.

Napačno

Mogoče je, da je kateri od tvojih odgovorov pravilen, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Naloga 2

Določi predznake danih izrazov.

+
-
Preveri

Pravilno

Bravo. Vsi tvoji odgovori so pravilni.

Napačno

Mogoče je, da je kateri od tvojih odgovorov pravilen, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Naloga 3

Določi vrednosti danih izrazov. Če so nedefinirani, to označi s /.

Preveri

Pravilno

Bravo. Vsi tvoji odgovori so pravilni.

Napačno

Mogoče je, da je kateri od tvojih odgovorov pravilen, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat. Bodi pozoren, da med minusom in enko ne pustiš presledka.

Naloga 4

Izračunaj vrednost izrazov.

Preveri

Pravilno

Bravo. Vsi tvoji odgovori so pravilni. Konec

Napačno

Mogoče je, da je kateri od tvojih odgovorov pravilen, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat. Bodi pozoren, da med minusom in enko ne pustiš presledka.

Ponovi

Rezultati

0%
0%