Mathematik verstehen 6, Schulbuch

96 5 WINKELFUNKTIONEN 5.3 Erweiterung von Sinus, Cosinus und Tangens Sinus, Cosinus und Tangens für beliebige Winkelmaße R In den folgenden Abschnitten werden wir uns mit Sinus, Cosinus und Tangens als Funktionen beschäftigen. In diesem Zusammenhang messen wir Winkel ausschließlich im Bogenmaß. Bisher waren sina und cos a nur für Bogenmaße a * [0; 2 π) definiert. Da Drehwinkelmaße aber auch außerhalb dieses Intervalls liegen können, ist es zweckmäßig, Sinus und Cosinus abermals zu erweitern. Es liegt nahe, den Sinus bzw. Cosinus eines Drehwinkelmaßes a gleich dem Sinus bzw. Cosinus des dazugehörigen Polarwinkelmaßes ​‾a​zu setzen. Definition Ist a * ℝ ein Drehwinkelmaß und ​‾a ​* [0; 2 π) das dazugehörige Polarwinkelmaß, so setzt man: sina = sin​‾a​und cos a = cos ​‾a ​ Den Tangens können wir für a * R definieren, indem wir tan a = ​sin a _ cos a ​setzen. Wir müssen allerdings diejenigen Werte von a ausnehmen, für die cos a = 0 ist. Definition Für alle a * R mita≠±​π _ 2 ​, ± ​ 3 π _ 2 ​, ± ​ 5 π _ 2 ​, … setzt man: tan a = ​ sin a _ cos a ​ Die Werte von sin a, cos a und tan a können mit Technologieeinsatz nach Umstellung auf das Bogenmaß (RAD) wie gewohnt berechnet werden, auch wenn a außerhalb des Intervalls [0; 2 π) liegt. Berechnung der kartesischen Koordinaten Ein punktförmiger Körper bewege sich wie in obiger Abbildung auf einer Kreisbahn mit dem Mittelpunkt O = (0 1 0), beginnend im Punkt P0 = (r 1 0). Nachdem er sich um einen Winkel mit dem Bogenmaß a gedreht hat, gilt für seine kartesischen Koordinaten: x = r · cos ​‾a​= r·cosa und y = r·sin​‾a​= r·sina Wir können die kartesischen Koordinaten also für alle a * R auf die gewohnte Weise berechnen: x = r · cos a und y = r · sin a 5.12 Berechne mit Technologieeinsatz! a) sin ​ 25 π _ 4 ​ b) cos ​ 35 π _ 2 ​ c) tan ​ 41 π _ 4 ​ d) sin ​(– ​ 5 π _ 2 ​)​ e) cos ​(– ​ 33 π _ 4 ​) ​ f) tan ​(– ​ 27 π _ 4 ​)​ 5.13 Gib drei Drehwinkelmaße (Bogenmaße) an, die denselben Sinus haben wie das angegebene Polarwinkelmaß! a) π b) 0,5 π c) ​ π _ 4 ​ d) 0,85 e) ​ π _ 5 ​ f) 1 g) 4,75 5.14 a) Für welche Werte von a ist tan (2 a) nicht definiert? b) Für welche Werte von a ist tan ​( ​ a _ 2 ​) ​nicht definiert? P P0 0 r cos a sin a a a 1. A. 2. A. AUFGABEN R Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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