09 4-3-1 الدوال المثلثية لأي زاوية
إذا كانت P(x ، y) نقطة على الضلع النهائي لزاوية θ في الوضع القياسي و \[\begin{gathered}r = \sqrt{x^{2} + y^{2}}\end{gathered}\] فإن:
\[\begin{gathered}\sin \theta = y \div r\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}\cos \theta = x \div r\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}\tan \theta = y \div x\end{gathered}\] حيث x ≠ 0
- r هي بعد النقطة P عن نقطة الأصل وهي دائمًا موجبة.
- القيم لا تعتمد على اختيار النقطة P على الضلع النهائي.
- المقلوبات: \[\begin{gathered}\csc \theta = r \div y\end{gathered}\] و \[\begin{gathered}\sec \theta = r \div x\end{gathered}\] و \[\begin{gathered}\cot \theta = x \div y\end{gathered}\].
لاحظ:
- عندما تكون θ حادة تتفق هذه التعريفات مع نسب المثلث القائم: الجيب = المقابل ÷ الوتر، جيب التمام = المجاور ÷ الوتر، الظل = المقابل ÷ المجاور.
مثال 1: النقطة P(3 ، 4) على الضلع النهائي للزاوية θ. أوجد الدوال المثلثية لها.
الحل:
\[\begin{gathered}r = \sqrt{9 + 16} = 5\end{gathered}\]
\(\sin \theta = \dfrac{4}{5}\)
\(\cos \theta = \dfrac{3}{5}\)
\(\tan \theta = \dfrac{4}{3}\)
مثال 2: النقطة P(−5 ، 12) على الضلع النهائي للزاوية θ. أوجد sin θ و cos θ و tan θ.
الحل:
\[\begin{gathered}r = \sqrt{25 + 144} = 13\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}\sin \theta = \dfrac{12}{13}\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}\cos \theta = -\dfrac{5}{13}\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}\tan \theta = -\dfrac{12}{5}\end{gathered}\]
مثال 3: النقطة P(−8 ، −6) على الضلع النهائي للزاوية θ. أوجد sin θ و cos θ و tan θ.
الحل:
\[\begin{gathered}r = \sqrt{64 + 36} = 10\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}\sin \theta = -\dfrac{6}{10} = -\dfrac{3}{5}\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}\cos \theta = -\dfrac{8}{10} = -\dfrac{4}{5}\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}\tan \theta = (-6) \div (-8) = \dfrac{3}{4}\end{gathered}\]
مثال 4: النقطة P(5 ، −12) على الضلع النهائي للزاوية θ. أوجد csc θ و sec θ و cot θ.
الحل:
r = 13
\[\begin{gathered}\csc \theta = 13 \div (-12) = -\dfrac{13}{12}\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}\sec \theta = \dfrac{13}{5}\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}\cot \theta = 5 \div (-12) = -\dfrac{5}{12}\end{gathered}\]
تذكر: الأخطاء الشائعة: وضع r سالبة؛ عكس x و y في النسب؛ نسيان الجذر عند حساب r.