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Winkel im Bogenmaß angeben

Beispiel:

Gib den Winkel α = -270° im Bogenmaß x an.

Die Bogenlänge eines vollen Einheitskreises beträgt 2π⋅r, also 2π⋅1 = 2π und entschpricht somit 360°.

-270° sind aber nur ein $\frac{-270°}{360°}$ Kreis, also ist die gesuchte Bogenlänge x zu -270° auch nur $\frac{-270°}{360°}$ ⋅ 2π = $\frac{-270}{180}$ ⋅ π.

Jetzt müssen wir nur noch kürzen:

x = $\frac{-270°}{180°}$ ⋅π = $- \frac{9}{6}$ ⋅π = $- \frac{3}{2}$ ⋅π

vom Bogenmaß ins Gradmaß

Beispiel:

Gib den Winkel x = $- \frac{5}{2}$ π im Gradmaß α an.

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Die Bogenlänge eines vollen Einheitskreises beträgt 2π⋅r, also 2π⋅1 = 2π und entschpricht somit 360°.

Somit entspricht die Bogenlänge π dem Gradmaß 180°.

$- \frac{5}{2}$ π entspricht also dem Gradmaß $- \frac{5}{2}$ ⋅180° = -450°

vom Bogenmaß ins Gradmaß (WTR)

Beispiel:

Gib den Winkel x = 1.4 im Gradmaß α an.

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Die Bogenlänge eines vollen Einheitskreises beträgt 2π⋅r, also 2π⋅1 = 2π und entschpricht somit 360°.

Somit entspricht die Bogenlänge π ≈ 3,14 dem Gradmaß 180°.

1.4 = $\frac{1.4}{π}$ ⋅π entspricht also dem Gradmaß $\frac{1.4}{π}$ ⋅180° ≈ 80.2°

sin, cos Einheitskreis (Bogenmaß)

Beispiel:

Bestimme näherungsweise cos( $\frac{5}{2} π$ ).

Auf dem Einheitskreis rechts kann man mit der Maus (Finger) Winkel einzeichen

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$\frac{5}{2} π$ bedeutet $\frac{5}{4}$ eines Kreises, also $\frac{5}{4}$ von 360° = 450°.

Da dieser Winkel > 2π ist, kann man diesen einfach als 450° = 90° + 360° schreiben kann. Das bedeutet, dass man bei 450° wieder an der gleichen Stelle im Einheitskreis ist wie bei 90°.

Am Einheitskreis kann man den Wert für cos( $\frac{5}{2} π$ ) bzw. für cos(450°) ablesen:

cos $\frac{5}{2} π$ ) bzw. cos(450°) ist der x-Wert des Schnittpunktes der roten Geraden mit dem (blauen) Einheitskreis, also die Länge der orangen Strecke.
Am besten ablesen kann man diesen Wert, wenn man die (grüne) senkrechte Linie zur x-Aches verfolgt:

cos( $\frac{5}{2} π$ °) ≈ 0

gleiche sin- oder cos-Werte (Bogenmaß)

Beispiel:

Gib die beiden Winkel zwischen 0 und 2π an, die den gleichen Kosinuswert haben wie x = $- \frac{1}{6}$ π.

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Zuerst suchen wir den Winkel zwischem 0 und 2π, der im Einheitskreis an der selben Stelle steht wie $- \frac{1}{6}$ π. Dazu addieren wir einfach 2π (= $\frac{12}{6}$ π) zum gegebenen Winkel: $- \frac{1}{6}$ π + $\frac{12}{6}$ π = $\frac{11}{6}$ π.

Somit gilt x₁ = $\frac{11}{6}$ π.

Die andere Stelle muss nun an einer anderen Stelle im Einheitskreis liegen.

Wie beim Gradmaß erkennt man auch hier, dass die beiden Winkel mit gleichen Kosinuns-Werten symmetrisch bezüglich der x-Achse liegen, so dass man also x₂ einfach als x₂ = - x₁ berechnen kann.

Weil ja aber auch der zweite Winkel zwischen 0 und 2π liegen muss, nehmen wir statt $- \frac{11}{6}$ π einfach $- \frac{11}{6}$ π + 2 π = $\frac{1}{6}$ π für x₂.

Somit gilt: x₁ = $\frac{11}{6}$ π und x₂ = $\frac{1}{6}$ π und

Theoreitsch kann man aber auch den Umweg über das Gradmaß gehen.
Dazu rechnet man dann zuerst mal den Winkel $- \frac{1}{6}$ π als $- \frac{1}{6}$ ⋅ 180° = -30° ins Gradmaß um und addieren 360° um den Winkel zwischem 0° und 360° zu bekommen. Es gilt also = 330°.

Man erkennt am Schaubild rechts, dass die beiden Winkel mit dem gleichen Kosinuswert (oranger waagrechter Strich) symmetrisch zur x-Achse liegen.

Wenn man also den (braunen) Ausgangswinkel 330° an der x-Achse spiegelt, erhält man doch einfach den negativen Winkel -330°, also eben in die falsche Richtung gedreht: mit dem Uhrzeiger und unten rum.

Da wir ja aber einen positiven Winkel suchen, müssen wir eben wieder eine volle Umdrehung draufaddieren:

β = -330° + 360° = 30°

Wenn man nun α und β wieder ins Bogenmaß umrechnet, erhält man die beiden Lösungen: x₁ = $\frac{11}{6}$ π und x₂ = $\frac{1}{6}$ π

einfache trigonometrische Gleichungen

Beispiel:

Bestimme alle Lösungen innerhalb einer Periode [0;2π).
$\sin (x)$ = $- 0,05$

Lösung einblenden

\sin (x)

=

- 0,05

|sin^-1(⋅)

Der WTR liefert nun als Wert -0.05002085680577

Weil dieser Wert negativ ist und wir aber Lösungen aus dem Intervall [0;6.2831853071796) suchen, addieren wir einfach noch 2π dazu und erhalten so $6,233$

1. Fall:

x₁

=

6,233

Am Einheitskreis erkennen wir, dass die Gleichung $\sin (x)$ = $- 0,05$ noch eine weitere Lösung hat. (die waagrechte grüne Gerade y=-0.05 schneidet den Einheitskreis in einem zweiten Punkt).

Am Einheitskreis erkennen wir auch, dass die andere Lösung an der y-Achse gespiegelt liegt, also π - $6,233$ =-3.0914 bzw. bei -3.0914+2π= $3,192$ liegen muss.

2. Fall:

x₂

=

3,192

L={ $3,192$ ; $6,233$ }

Aufgabentypen anhand von Beispielen durchstöbern

Winkel im Bogenmaß angeben

vom Bogenmaß ins Gradmaß

vom Bogenmaß ins Gradmaß (WTR)

sin, cos Einheitskreis (Bogenmaß)

gleiche sin- oder cos-Werte (Bogenmaß)

einfache trigonometrische Gleichungen