Kreisfunktionen

Lernpfad erstellt und betreut von:

StephanReschenhofer

E-mail: stephan.reschenhofer@gmx.at
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Übersicht:       
Hilfe
1. Wiederholung der Winkelfunktionen
2. Kreisfunktionswerte beliebiger Winkel
3. Zusammenhang zwischen den Kreisfunktionen
4. Trigonometrie des allgemeinen (schiefwinkligen) Dreiecks
5. Summensätze
6. Graphen der Kreisfunktionen
7. Arkusfunktionen
8. Quelle

Trigonometrie des allgemeinen (schiefwinkligen) Dreiecks
 
4.1 Sinussatz
Bis jetzt haben wir uns nur mit dem Sonderfall des rechtwinkligen Dreiecks beschäftigt.
Nun wollen wir unsere Winkelfunktionen auch beim allgemeinen Dreieck anwenden.

Sinussatz (mit Übungsbeispiel):
Sei folgendes Dreieck gegeben:


γ=180°-(α+β)
durch hc wird aus dem allgemeinen Dreieck zwei rechtwinklige Dreiecke.

         hc
sin(α)= ———  ⇒  hc = b*sin(α)
         b
                                ⇒  a*sin(β) = b*sin(α)
         hc
sin(β)= ———  ⇒  hc = a*sin(β)
         a

oder man zeichnet die Höhe bei einer anderen Seite ein:


         ha
sin(β)= ———  ⇒  ha = c*sin(β)
         c
                                ⇒  b*sin(γ) = c*sin(β)
         ha
sin(γ)= ———  ⇒  ha = b*sin(γ)
         b

Wir erhalten nun:
                          b       a
 a*sin(β) = b*sin(α) ⇒  ————— = —————
                        sin(β)  sin(α)    
und:
                          b       c
 c*sin(β) = b*sin(γ) ⇒  ————— = —————
                        sin(β)  sin(γ)    
                            
Daraus erhalten wir den Sinussatz:
   a       b       c
 ————— = ————— = —————
 sin(α)  sin(β)  sin(γ)    

 wobei α gegenüber a liegt, β gegenüber b liegt und γ gegenüber c liegt

Aufgabe: Übertrage zumindest die Formel des Sinussatzes in dein Schulübungsheft.

 
4.2 Kosinussatz
Sei folgendes Dreieck gegeben:


Wieder teilen wie das allgemeine Dreieck in 2 rechtwinklige Dreiecke:

         u
cos(α)= ———  ⇒  u = b*cos(α)
         b
                                ⇒  a*sin(β) = b*sin(α)
         hc
sin(α)= ———  ⇒  hc = b*sin(α)
         b

v=c-u, Im Dreieck DBC kann der Satz des Pythagoras angewendet werden:
a²=hc²+v²=(b*sin(α))²+(c-u)²=b²*sin²(α)+(c-b*cos(α))²=
=b²*sin²(α)+c²-2*c*b*cos(α)+b²*cos²(α)=b²*(sin²(α)+cos²(α))+c²-2*b*c*cos(α)=
=b²+c²-2*b*c*cos(α)

Wenn man statt der Höhe hc die Höhe ha oder hb einzeichnet,
erhält man die beiden anderen Gleichungen und wir können zusammenfassen:

a²=b²+c²-2*b*c*cos(α)
b²=a²+c²-2*a*c*cos(β)
c²=b²+a²-2*b*a*cos(γ)


Aufgabe: Übertrage zumindest die Formel des Sinussatzes in dein Schulübungsheft.


 
4.3 Die Vier Grundaufgaben der Dreiecksberechnung:



Aufgabe: Übertrage die Tabelle in dein Schulübungsheft.


 
4.4 Trigonometrische Flächenformel
Wenn man von einem Dreieck zwei Seiten und den eingeschlossenen Winkel kennt, kann man auch ganz einfach die Fläche berechnen:


    c * hc
A = —————— Wir wissen bereits: hc= b* sin(α)
      2

⇒ A = ½*b*c*sin(α)

Durch andere Höhen (ha,hb) erhalten wir auch:
A = ½*a*c*sin(β) und A = ½*a*b*sin(γ)

⇒ A = ½*b*c*sin(α) = ½*a*c*sin(β) = ½*a*b*sin(γ)


Aufgabe: Übertrage zumindest die Formel der Fläche in dein Schulübungsheft.

 
4.5 Beispiel:
http://www.mathe-online.at/materialien/Stephan.Reschenhofer/
   files/Kreisfunktionen/kap2.htm

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