Kalkulator trygonometryczny
Kalkulator trygonometryczny oblicza sinus, cosinus, tangens i cotangens dowolnego kąta - w stopniach albo w radianach, także ujemnego i większego od 360° - i rozpisuje rozwiązanie krok po kroku: pełne obroty, ćwiartka i znaki, wzór redukcyjny do kąta ostrego i wartość dokładna z pierwiastkiem (sin 210° = −1/2, cos 225° = −√2/2). Zamienia też stopnie na radiany i odwrotnie, a z jednej danej funkcji i ćwiartki wyznacza pozostałe trzy z jedynki trygonometrycznej. Metody i słowa są te same co w lekcjach działu trygonometria.
Stopnie: 210, −135, 22,5. Radiany: 7π/6, −π/3, 2π (π możesz wpisać jako „pi”) albo sama liczba, np. 2. Zapis z π jest zawsze traktowany jako radiany.
Ułamek (3/5), liczba dziesiętna (−0,6) albo liczba z pierwiastkiem (√3/2, 2√5/5, 1/√3; pierwiastek możesz wpisać jako „sqrt(3)”).
Funkcje trygonometryczne kąta α = 210°
| Wielkość | Wynik |
|---|---|
| Kąt w radianach | 7π/6 |
| Położenie ramienia | III ćwiartka |
| sin α | −1/2 = −0,5 |
| cos α | −√3/2 ≈ −0,866 |
| tg α | √3/3 ≈ 0,5774 |
| ctg α | √3 ≈ 1,7321 |
Rozwiązanie krok po kroku
Krok 1. Kąt i pełne obroty
α = 210°
- Kąt 210° leży już w przedziale ⟨0°; 360°), więc nie odejmujemy pełnych obrotów.
Krok 2. Ćwiartka i znaki
III ćwiartka: sin −, cos −, tg +, ctg +
- 180° < 210° < 270°, więc ramię końcowe leży w III ćwiartce.
- Znaki z wierszyka „w pierwszej wszystkie, w drugiej sinus, w trzeciej tangens i cotangens, w czwartej cosinus”: w III ćwiartce dodatnie są tylko tangens i cotangens, pozostałe funkcje są ujemne.
Krok 3. Wzory redukcyjne
210° = 180° + 30°
- Rozpisujemy kąt przez oś poziomą: 210° = 180° + 30°, gdzie 30° to kąt ostry między ramieniem a osią OX. Przy rozkładzie na 180° ± kąt ostry albo 360° − kąt ostry funkcja nie zmienia nazwy.
- Znak bierzemy z ćwiartki całego kąta (III) dla funkcji, którą liczymy.
- sin 210° = sin(180° + 30°) = −sin 30° = −1/2
- cos 210° = cos(180° + 30°) = −cos 30° = −√3/2
- tg 210° = tg(180° + 30°) = tg 30° = √3/3
- ctg 210° = ctg(180° + 30°) = ctg 30° = √3
Krok 4. Punkt na okręgu jednostkowym
P = (−√3/2, −1/2)
- Na okręgu o promieniu 1 ramię końcowe przechodzi przez punkt P = (cos α, sin α) = (−√3/2, −1/2).
- Sprawdzenie jedynką trygonometryczną: sin²α + cos²α = 1/4 + 3/4 = 1.
Jak kalkulator liczy wartości funkcji dowolnego kąta
Funkcje dowolnego kąta odczytujemy z punktu P = (x, y) na końcowym ramieniu kąta, leżącego w odległości r od początku układu. Na okręgu jednostkowym (r = 1) po prostu P = (cos α, sin α) - i właśnie ten punkt pokazuje rysunek w wyniku.
Wzory, z których korzysta kalkulator
Znaki: w I ćwiartce wszystkie funkcje są dodatnie, w II - tylko sinus, w III - tylko tangens i cotangens, w IV - tylko cosinus.
Kalkulator przechodzi zawsze te same cztery kroki, jak w lekcji o wzorach redukcyjnych:
- Pełne obroty precz. Kąt w radianach zamienia na stopnie (π = 180°), a potem dodaje albo odejmuje wielokrotność 360°, aż kąt trafi do przedziału ⟨0°; 360°). Przykład: 1110° = 3 · 360° + 30°.
- Ćwiartka i znaki. Ustala, w której ćwiartce leży ramię końcowe, i znaki funkcji z wierszyka „w pierwszej wszystkie, w drugiej sinus, w trzeciej tangens i cotangens, w czwartej cosinus”.
- Wzór redukcyjny. Rozpisuje kąt jako 180° − β, 180° + β albo 360° − β z ostrym β - przy takim rozkładzie funkcja nie zmienia nazwy, a znak bierze z ćwiartki całego kąta. Przykład: tg 300° = tg(360° − 60°) = −tg 60° = −√3.
- Wartość z tablicy. Dla β = 30°, 45°, 60° podaje wartość dokładną. Dla innych kątów, np. 20°, wartości nie da się zapisać prostym pierwiastkiem - wtedy wynik jest przybliżony do 4 miejsc po przecinku, a kalkulator mówi o tym wprost.
Gdy ramię leży na osi (0°, 90°, 180°, 270°), kąt nie należy do żadnej ćwiartki - wartości odczytujemy z punktu (1, 0), (0, 1), (−1, 0) albo (0, −1), a tangens 270° i cotangens 180° nie istnieją (dzielenie przez zero).
Wartości funkcji trygonometrycznych - tablica
| α | 0° | 30° | 45° | 60° | 90° |
|---|---|---|---|---|---|
| radiany | 0 | π/6 | π/4 | π/3 | π/2 |
| sin α | 0 | 1/2 | √2/2 | √3/2 | 1 |
| cos α | 1 | √3/2 | √2/2 | 1/2 | 0 |
| tg α | 0 | √3/3 | 1 | √3 | nie istnieje |
| ctg α | nie istnieje | √3 | 1 | √3/3 | 0 |
Z tej tablicy i wzorów redukcyjnych wynikają wartości dla wszystkich kątów 120°, 135°, 150°, 210°, 225°… - pełne zestawienie jest w tablicy wartości funkcji trygonometrycznych, a wzory redukcyjne także w radianach - w tabeli wzorów redukcyjnych.
Jedna funkcja dana - jak wyznaczyć pozostałe
Jedynka trygonometryczna daje kwadrat szukanej funkcji, więc pierwiastek ma dwa znaki - wybiera go ćwiartka. Dla sin α = 5/13 w II ćwiartce wychodzi cos²α = 144/169 i cos α = −12/13 (w II ćwiartce cosinus jest ujemny), a stąd tg α = −5/12 i ctg α = −12/5. Gdy dany jest tangens, kalkulator wstawia sin α = tg α · cos α do jedynki, jak w przykładzie tg α = 2 w III ćwiartce, i usuwa niewymierność z mianownika (1/√5 = √5/5). Wynik kończy sprawdzenie: sin²α + cos²α = 1. Metodę wyjaśnia lekcja tożsamości trygonometryczne.
Najczęstsze pytania
Jak obliczyć sinus kąta większego od 90°?
Sprowadź kąt do ostrego wzorem redukcyjnym. Rozpisz go jako 180° − β, 180° + β albo 360° − β (β ostry) - wtedy funkcja nie zmienia nazwy - a znak weź z ćwiartki, w której leży cały kąt. Na przykład sin 150° = sin(180° − 30°) = sin 30° = 1/2, bo w II ćwiartce sinus jest dodatni.
Ile wynosi sin 210°?
sin 210° = −1/2. Kąt 210° = 180° + 30° leży w III ćwiartce, gdzie sinus jest ujemny, więc sin 210° = −sin 30° = −1/2. Tak samo cos 210° = −√3/2, tg 210° = √3/3, a ctg 210° = √3.
Jak zapamiętać znaki funkcji trygonometrycznych w ćwiartkach?
Wierszykiem: „w pierwszej wszystkie, w drugiej sinus, w trzeciej tangens i cotangens, w czwartej cosinus”. To lista funkcji dodatnich w kolejnych ćwiartkach - pozostałe są w danej ćwiartce ujemne.
Jak obliczyć funkcje trygonometryczne kąta ujemnego albo większego od 360°?
Dodaj lub odejmij wielokrotność 360° (pełne obroty), aż kąt trafi do przedziału od 0° do 360° - ramię końcowe się nie zmieni, więc wartości funkcji też nie. Na przykład 1110° = 3 · 360° + 30°, więc sin 1110° = sin 30° = 1/2, a −135° = 225° − 360°, więc cos(−135°) = cos 225° = −√2/2.
Jak zamienić stopnie na radiany?
Pomnóż miarę w stopniach przez π/180° i skróć ułamek: 210° = 210π/180 = 7π/6. W drugą stronę wstaw π = 180°: 5π/6 = 5 · 180°/6 = 150°. Jeden radian (bez π) to około 57,3°.
Jak obliczyć cosinus, gdy znam sinus?
Z jedynki trygonometrycznej: cos²α = 1 − sin²α, a potem pierwiastek ze znakiem zależnym od ćwiartki. Dla sin α = 5/13 i kąta z II ćwiartki: cos²α = 1 − 25/169 = 144/169, więc cos α = −12/13 (w II ćwiartce cosinus jest ujemny).
Jak obliczyć sinus i cosinus, gdy znam tangens?
Ze wzoru tg α = sin α / cos α wyznacz sin α = tg α · cos α i wstaw do jedynki. Dla tg α = 2 w III ćwiartce: 4cos²α + cos²α = 1, więc cos²α = 1/5, cos α = −√5/5 i sin α = 2cos α = −2√5/5.
Kiedy tangens nie istnieje?
Gdy cos α = 0, czyli dla kątów 90° i 270° (i różniących się od nich o wielokrotność 180°): tg α = y/x wymagałby dzielenia przez zero. Cotangens nie istnieje dla 0°, 180° i 360° - tam sin α = 0.
Przećwicz i doczytaj
- Sinus, cosinus i tangens dowolnego kąta - definicja przez punkt i znaki w ćwiartkach
- Jedynka trygonometryczna i tożsamości - funkcje z jednej danej
- Wzory redukcyjne - jak sprowadzić kąt do ostrego
- Miara łukowa kąta - radiany, stopnie i kąt skierowany
- Trygonometria dowolnego kąta - zadania z rozwiązaniami, m.in. funkcje dowolnego kąta, wzory redukcyjne, miara łukowa i tożsamości
- Związki między funkcjami trygonometrycznymi - zadania (kąt ostry)
- Kalkulator trójkąta - boki i kąty trójkąta z twierdzeń sinusów i cosinusów