10. Sınıf · Geometrik Şekiller

Dik Üçgende Trigonometrik Oranlar ve Özdeşlikler

~9 dk okumaZorluk: Orta15 çözümlü soru

Geometrik Şekiller temasının kalbi trigonometridir: bir dik üçgende açılarla kenarlar arasındaki orana dayanır. Bu derste sinüs, kosinüs ve tanjant oranlarını, 30°\text{-}45°\text{-}60° özel açılarının değerlerini ve temel trigonometrik özdeşlikleri (\sin^2\theta+\cos^2\theta=1) öğreneceğiz. Trigonometri; yükseklik, uzaklık ve eğim hesaplarının dilidir. Bol şekil, örnek ve "Sıra Sende" alıştırmalarıyla pekiştireceğiz.

1. Temel Trigonometrik Oranlar

Dar açısı \theta olan bir dik üçgende, \theta'ya komşu ve karşı kenarlar ile hipotenüs arasındaki oranlar:

\sin\theta=\dfrac{\text{karşı dik kenar}}{\text{hipotenüs}} \quad \cos\theta=\dfrac{\text{komşu dik kenar}}{\text{hipotenüs}} \quad \tan\theta=\dfrac{\text{karşı}}{\text{komşu}}

abc
Şekil 1 — Dik kenarları a,\ b, hipotenüsü c olan dik üçgen. Alttaki açıya göre \sin=\dfrac{\text{karşı}}{c}, \cos=\dfrac{\text{komşu}}{c}, \tan=\dfrac{\text{karşı}}{\text{komşu}}.
Örnek
Soru

Dik kenarları 3 ve 4, hipotenüsü 5 olan dik üçgende, 3 biriminin karşısındaki açı \theta için \sin\theta ve \cos\theta'yı bulunuz.

  1. \theta'nın karşısı 3, komşusu 4, hipotenüs 5.
  2. \sin\theta=\dfrac{3}{5}, \cos\theta=\dfrac{4}{5}.
Sonuç: \sin\theta=\dfrac{3}{5}, \cos\theta=\dfrac{4}{5}.

2. Özel Açılar: 30°, 45°, 60°

İki özel dik üçgen, bu açıların değerlerini verir.

30°60°x√3x2x
Şekil 2 — 30\text{-}60\text{-}90 üçgeni; kenar oranları x:x\sqrt3:2x.
45°45°xxx√2
Şekil 3 — 45\text{-}45\text{-}90 üçgeni; kenar oranları x:x:x\sqrt2.
\theta\sin\theta\cos\theta\tan\theta
30°\dfrac{1}{2}\dfrac{\sqrt3}{2}\dfrac{\sqrt3}{3}
45°\dfrac{\sqrt2}{2}\dfrac{\sqrt2}{2}1
60°\dfrac{\sqrt3}{2}\dfrac{1}{2}\sqrt3
Örnek
Soru

\sin 30°+\cos 60° değerini bulunuz.

  1. \sin 30°=\dfrac{1}{2}, \cos 60°=\dfrac{1}{2}.
  2. Topla: \dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{2}=1.
Sonuç: 1.

3. Temel Özdeşlikler

Her \theta açısı için şu bağıntılar geçerlidir:

\sin^2\theta+\cos^2\theta=1 \qquad \tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}

Bunlar, bir oran biliniyorken diğerini bulmaya yarar.

Örnek
Soru

Bir dar açı için \sin\theta=\dfrac{3}{5} ise \cos\theta kaçtır?

\sin^2\theta+\cos^2\theta=1 özdeşliğinde \cos^2\theta'yı yalnız bırak; dar açıda kosinüs pozitiftir.

  1. \cos^2\theta=1-\sin^2\theta=1-\dfrac{9}{25}=\dfrac{16}{25}.
  2. Dar açı olduğundan \cos\theta=\dfrac{4}{5}.
Sonuç: \cos\theta=\dfrac{4}{5}.

Çözümlü Örnekler

Örnek
Soru

\sin 30°\cdot\cos 60°+\cos 30°\cdot\sin 60° ifadesinin değerini bulunuz.

  1. Değerleri yerine koy: \dfrac12\cdot\dfrac12+\dfrac{\sqrt3}{2}\cdot\dfrac{\sqrt3}{2}.
  2. =\dfrac14+\dfrac34=1.
Sonuç: 1.
Örnek
Soru

Bir dik üçgende bir dar açı 30° ve hipotenüs 10 ise 30°'nin karşısındaki kenar kaçtır?

  1. \sin 30°=\dfrac{\text{karşı}}{10}=\dfrac{1}{2}.
  2. Karşı kenar =10\cdot\dfrac{1}{2}=5.
Sonuç: 5.
Örnek
Soru

\dfrac{\sin 60°}{\cos 60°} ifadesini hesaplayınız.

  1. Bu \tan 60°'dir.
  2. \tan 60°=\sqrt3.
Sonuç: \sqrt3.
Örnek
Soru

\cos\theta=\dfrac{12}{13} (dar açı) ise \sin\theta kaçtır?

  1. \sin^2\theta=1-\dfrac{144}{169}=\dfrac{25}{169}.
  2. \sin\theta=\dfrac{5}{13}.
Sonuç: \dfrac{5}{13}.

Alıştırmalar — Sıra Sende

Önce kendin çözmeyi dene; sonra çözümü açıp karşılaştır.

Örnek
Soru

Dik kenarları 6 ve 8, hipotenüsü 10 olan üçgende 6'nın karşısındaki açının sinüsü kaçtır?

  1. \sin=\dfrac{6}{10}=\dfrac{3}{5}.
Sonuç: \dfrac{3}{5}.
Örnek
Soru

\cos 30°\cdot \tan 30° ifadesini hesapla.

  1. \dfrac{\sqrt3}{2}\cdot\dfrac{\sqrt3}{3}=\dfrac{3}{6}=\dfrac{1}{2}.
Sonuç: \dfrac{1}{2}.
Örnek
Soru

\sin 45°\cdot\cos 45° kaçtır?

  1. \dfrac{\sqrt2}{2}\cdot\dfrac{\sqrt2}{2}=\dfrac{2}{4}=\dfrac{1}{2}.
Sonuç: \dfrac{1}{2}.
Örnek
Soru

Bir dar açıda \sin\theta=\dfrac{8}{17} ise \cos\theta kaçtır?

  1. \cos^2\theta=1-\dfrac{64}{289}=\dfrac{225}{289}\Rightarrow \cos\theta=\dfrac{15}{17}.
Sonuç: \dfrac{15}{17}.
Örnek
Soru

30°'lik açıya sahip bir dik üçgende 30°'nin karşısı 7 ise hipotenüs kaçtır?

  1. \sin 30°=\dfrac{7}{c}=\dfrac{1}{2}\Rightarrow c=14.
Sonuç: 14.
Örnek
Soru

\dfrac{\sin^2 60°+\cos^2 60°}{\tan 45°} ifadesinin değerini bul.

Payda her açı için \sin^2\theta+\cos^2\theta=1 özdeşliğini kullan; \tan 45°=1.

  1. Pay: \sin^2 60°+\cos^2 60°=1 (temel özdeşlik).
  2. Payda: \tan 45°=1.
  3. Bölüm: \dfrac{1}{1}=1.
Sonuç: 1.
Örnek
Soru

Bir dik üçgende dar açılardan biri 60° ve bu açının komşu dik kenarı 4 ise hipotenüs ve karşı dik kenar kaçtır?

\cos 60°=\dfrac{\text{komşu}}{\text{hipotenüs}} ile hipotenüsü, \tan 60°=\dfrac{\text{karşı}}{\text{komşu}} ile karşı kenarı bul.

  1. \cos 60°=\dfrac{4}{c}=\dfrac{1}{2}\Rightarrow c=8 (hipotenüs).
  2. \tan 60°=\dfrac{\text{karşı}}{4}=\sqrt3\Rightarrow \text{karşı}=4\sqrt3.
Sonuç: Hipotenüs 8, karşı dik kenar 4\sqrt3.
Örnek
Soru

Bir dar açı için \tan\theta=\dfrac{3}{4} ise \sin\theta+\cos\theta kaçtır?

\tan\theta=\dfrac{\text{karşı}}{\text{komşu}}=\dfrac34 olduğundan karşı =3k, komşu =4k al; Pisagor ile hipotenüsü bul.

  1. Karşı =3k, komşu =4k alalım; hipotenüs =\sqrt{(3k)^2+(4k)^2}=\sqrt{25k^2}=5k.
  2. \sin\theta=\dfrac{3k}{5k}=\dfrac{3}{5}, \cos\theta=\dfrac{4k}{5k}=\dfrac{4}{5}.
  3. Topla: \dfrac{3}{5}+\dfrac{4}{5}=\dfrac{7}{5}.
Sonuç: \dfrac{7}{5}.

Sık Yapılan Hatalar

Not: 3\text{-}4\text{-}5 ve özel açı üçgenleri (30\text{-}60\text{-}90, 45\text{-}45\text{-}90) trigonometrinin "hazır kartlarıdır" — değerleri ezbere bil. Bir oran verilince diğerini \sin^2+\cos^2=1 ile çek.