Um die Größe des Winkels $\alpha$ zu berechnen, musst du zuerst das Verhältnis von Gegenkathete zu Hypotenuse bestimmen. Also einfach $\frac{Gegenkathete}{Hypotenuse}$ ausrechnen. Das Ergebnis davon wird dann in die Umkehrfunktion von Sinus, also in $sin ^{-1}$, eingesetzt. Show Beispiel $\alpha =~?$, Hypotenuse $=~6~cm$, Gegenkathete $=~3~cm$ $sin(\alpha) = \frac{Gegenkathete}{Hypotenuse}$ $sin(\alpha) = \frac{3~cm}{6~cm} = {0,5}$ $\alpha = {sin^{-1}(0,5)} = 30 ^\circ$ Somit gilt: $\alpha$ = $30^\circ$ Hier klicken zum Ausklappen GegenkatheteZur Berechnung der Gegenkathete benötigst du die Länge der Hypotenuse und die Größe des Winkels. Du setzt beide Werte in die Formel ein und stellst die Formel dann nach der Gegenkathete um. Beispiel $\alpha = 30 ^\circ$ , Hypotenuse = $8,5~cm$ , Gegenkathete = $?$ $sin(\alpha) = \frac{Gegenkathete}{Hypotenuse}$ $sin(30 ^\circ) = \frac{Gegenkathete}{8,5~cm}$ $sin(30 ^\circ)\cdot 8,5~cm = {Gegenkathete}$ $Gegenkathete = 4,25~cm$ Die Gegenkathete ist 4,25 cm lang. Übrigens haben die Ergebnisse meist viele Nachkommastellen. Also wundere dich nicht, wenn dein Ergebnis viele Nachkommastellen hat. Du kannst das Ergebnis dann auf zwei Nachkommastellen runden. Hier klicken zum Ausklappen HypotenuseZuletzt zur Berechnung der Hypotenuse. Hierfür brauchst du die Länge der Gegenkathete und die Größe des Winkels. Beispiel $\alpha = 45 ^\circ $ , Hypotenuse $=~?~cm$ , Gegenkathete $=~4~cm$ $sin(\alpha) = \frac{Gegenkathete}{Hypotenuse}$ $sin(45 ^\circ) = \frac{4~cm}{Hypotenuse}$ $sin(45 ^\circ)\cdot Hypotenuse = {4~cm}$ $ Hypotenuse = \frac{4~cm}{sin(45 ^\circ)}$ $ Hypotenuse = 4\sqrt{2}~cm {\approx} 5,657~cm$ Somit ist die Hypotenuse ungefähr 5,657 cm lang. Hier klicken zum Ausklappen In manchen Aufgaben sind die Seiten in unterschiedlichen Längeneinheiten angegeben. Dies kann vorkommen, wenn die Größe des Winkels gesucht ist und die Lägen der Gegenkathete und der Hypotenuse gegeben sind. Bevor du die Werte der Seiten in die Formel einsetzt, musst du die Längen dann zunächst so umrechnen, dass sie in derselben Einheit stehen, beispielsweise beide Seiten in Zentimeter oder beide Seiten in Meter. Jetzt weißt du, wie man mit der Winkelfunktion Sinus umgeht. Dein neues Wissen kannst du nun an unseren Übungsaufgaben testen. Dabei wünschen wir dir viel Spaß und Erfolg! Hier erfährst du, welche Zusammenhänge zwischen den Winkeln in einem rechtwinkligen Dreieck bestehen und wie du diese ausnutzen kannst um andere Größen des Dreiecks zu berechnen. sin²(α) + cos²(α) = 1Es gibt einen weiteren wichtigen Zusammenhang zwischen Sinus und Kosinus eines Winkels: Für jeden spitzen Winkel α gilt: sin2α+cos2α=1 (dabei ist sin2α=sinα2 und cos2α=cosα2 ) Das lässt sich an einem rechtwinkligen Dreieck schnell herleiten: Satz des Pythagoras: Wähle einen beliebigen Winkel α und überprüfe die Gleichheit mit deinem Taschenrechner. Mit Hilfe dieser Beziehung kannst du ohne Taschenrechner zu jedem Winkel den Sinus aus dem Kosinus oder den Kosinus aus dem Sinus bestimmen.Wenn sinα=0.6 , dann cosα=0.8 . Du stellst sin2α+cos2α=1 nach cosαum: cos2α=1-sin2α Also: In diesem Abschnitt zur Trigonometrie zeigen wir euch, wir ihr mit Sinus, Cosinus / Kosinus und Tangens Winkel berechnen könnt. Dabei lernt ihr Begriffe wie Ankathete, Gegenkathete und Hypotenuse kennen. Neben Erklärungen und Beispielen findet ihr zu dem auch Übungsaufgaben, um mit den Inhalten selbst besser zurecht zu kommen. Die Sinus-, Kosinus- und Tangens-Funktion zum Berechnen eines Winkels darf nur an einem rechtwinkligen Dreieck angewendet werden. Die folgende Grafik zeigt euch ein solches Dreieck. Unterhalb findet ihr weitere Informationen dazu: Sinus, Kosinus und Tangens (Winkelfunktionen) Video: Ankathete, Gegenkathete und HypotenuseSoweit ein Dreieck. An diesem Punkt müsst ihr euch nun ein paar Begriffe merken. Diese tauchen immer wieder bei der Berechnung auf. Zu dem sind ein paar Eigenschaften festzuhalten:
Zeit zu rechnen. Dabei beginnen wir mit dem Sinus. Es gilt der folgende mathematische Zusammenhang: Anmerkungen:
Lösung:sinα = a : csinα = 3cm : 5cmsinα = 0.6| arcsinα = 36,87 Grad Setzt die Zahlen in die Sinus-Gleichung ein. Danach wird die Division auf der rechten Seite ausgerechnet. Ihr erhaltet sinα = 0.6. Nun kommt der interessante Teil: Um das sin weg zu bekommen, müsst ihr arcsin nutzen. In den Taschenrechner müsst Ihr also arcsin 0,6 eingeben. Es errechnet sich dadurch ein Winkel von 36,87 Grad ( sofern ihr euren Taschenrechner auf Degree stellt ). Cosinus / KosinusNach dem Sinus kommen wir nun zum Cosinus / Kosinus. Die Formel sieht wie folgt aus: Anmerkungen:
Beispiel 2: Die Ankathete hat eine Länge von 3cm ( b = 3cm ) und die Hypotenuse hat eine Länge von 5cm ( c = 5cm ). Wie groß ist der Winkel α ( Alpha )? Tabelle nach rechts scrollbarLösungcosα = b : ccosα = 3cm : 5cmcosα = 0.6| arccosα = 53,13 Grad Setzt die Zahlen in die Cosinus-Gleichung ein. Danach wird die Division auf der rechten Seite ausgerechnet. Ihr erhaltet cosα = 0.6. Nun kommt der interessante Teil: Um das cos weg zu bekommen, müsst ihr arccos nutzen. In den Taschenrechner müsst ihr also arccos 0,6 eingeben. Es errechnet sich dadurch ein Winkel von 53,13 Grad ( sofern ihr euren Taschenrechner auf Degree stellt ). Nach Sinus und Kosinus geht es nun an die Tangens-Funktion. Auch hier zunächst erst einmal die Formel: Anmerkungen:
Beispiel 3: Die Ankathete hat eine Länge von 3cm ( b = 3cm ) und die Gegenkathete hat eine Länge von 3cm ( a = 3cm ). Wie groß ist der Winkel α ( Alpha )? Tabelle nach rechts scrollbarLösungtanα = a : btanα = 3cm : 3cmα = 45 Grad Setzt die Zahlen in die Tangens-Gleichung ein. Danach wird die Division auf der rechten Seite ausgerechnet. Ihr erhaltet tanα = 1. Nun kommt der interessante Teil: Um das tan weg zu bekommen, müsst ihr arctan nutzen. In den Taschenrechner müsst ihr also arctan 1,0 eingeben. Es errechnet sich dadurch ein Winkel von 45 Grad ( sofern ihr euren Taschenrechner auf Degree stellt ). Wann rechnet man mit Sinus Cosinus oder Tangens?Wenn du die Gegenkathete und die Hypothenuse hast, nimmste eben den sinus. Wenn du die Ankathete und die Hypothenuse hast, nimmste den cosinus. Wenn du die Gegenkathete und die Ankathete hast, nimmste den tangens.
Wann rechne ich mit Kosinus?Merke. Mit dem Kosinus kannst du rechnen, wenn du zwei der drei Größen, Winkel, Ankathete und Hypotenuse gegeben hast und die dritte suchst. Das Vorgehen ist also ähnlich wie beim Sinus, nur mit der Ankathete anstatt der Gegenkathete eines Winkels.
Wann rechnet man mit Sinus?Was können wir mit dem Sinus berechnen? Mit dem Sinus kann man entweder die Länge der Hypotenuse oder die Länge der Gegenkathete oder die Größe des Winkels berechnen, je nachdem, welche der drei Größen gesucht ist. Die jeweils anderen beiden Größen müssen gegeben sein.
Wann rechnet man mit Tangens?Mit dem Tangens rechnest du, wenn du zwei der drei Größen, Winkel, Ankathete des Winkels und Gegenkathete des Winkels gegeben hast und die dritte Größe suchst. Das Vorgehen ist also ähnlich wie beim Sinus und Kosinus.
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