Dik üçgen için bir dar açıyı kenarlarının oranı olarak nasıl ölçeceğimizi bildiğimize göre, herhangi bir açının trigonometrik oranlarını radyan ölçüsü cinsinden öğrenmenin ve bunları trigonometrik fonksiyonlar olarak incelemenin zamanı geldi.
Merkezi koordinat eksenlerinin başlangıç noktasında olan birim yarıçaplı bir daire düşünün.
A = (1,0), B = (0,1), C = (-1,0) ve D = (0,-1) koordinat noktaları
P(a,b) daire üzerinde \(\angle AOP = x \) radyan olan herhangi bir nokta olsun. Bu nedenle yay uzunluğu \(AP = x \) birimidir.
\(\cos x = a\) , \(\sin x = b\) . \(\bigtriangleup POM\) bir dik açılı üçgen olduğundan, \(OP^2 = OM^2 + PM^2\)
dolayısıyla \(1 = a^2 + b^2\)
\(\mathbf{ \cos^2 x + \sin^2x = 1}\) |
Bir tam devir dairenin merkezinde \(2\pi\) radyanlık bir açı oluşturduğundan. Yukarıdaki şekilden
\(\angle AOB = \pi/2 \)
\(\angle AOC = \pi\)
\(\angle AOD = \frac{3\pi}{2} \)
\(\cos x = \frac {\textrm {Base}}{\textrm{Hypotenuse}}\) ve \(\sin x = \frac {\textrm {Perpendicular}}{\textrm{Hypotenuse}}\) biliyoruz. \(\sin x = \frac {\textrm {Perpendicular}}{\textrm{Hypotenuse}}\)
\(\cos0^\circ = 1\) \(\sin0^\circ = 0\)
\(\cos\frac{\pi}{2} = 0\) \(\sin\frac{\pi}{2} = 1\)
\(\cos\pi = -1\) \(\sin\pi = 0\)
\(\cos2\pi = 1\) \(\sin2\pi = 0\)
P noktasından bir tam devir aldığımızda tekrar P noktasına ulaşırız \(\cos x\) ve \(\sin x\) değerleri aynı kalır, dolayısıyla şunu söyleyebiliriz:
x \(2\pi\) nin tam katı kadar artarken veya azalırken, sinüs, kosinüs fonksiyonunun değeri değişmez. Böylece,
\(\sin(n\cdot2\pi + x) = \sin x\)
\(\cos(n\cdot 2\pi + x) = \cos x \)
burada n bir tamsayıdır.
\(\space x = n\pi\) olduğunda \(\sin x = 0\) olduğunu fark edeceğiz.
ve \(\cos x = 0\) olduğunda \(x = (2n+1)\pi/2\)
Sinüs ve kosinüs fonksiyonları cinsinden diğer trigonometrik fonksiyonların türetilmesi.
\(\mathbf{\csc x} = \mathbf{\frac{1}{\sin x}}\) burada \(x \neq n\pi\) |
\(\mathbf{\sec x } = \mathbf{\frac{1}{\cos x}}\) burada |
\(\mathbf{\tan x } = \mathbf{\frac{\sin x}{\cos x}}\) burada |
\(\mathbf{\cot x } = \mathbf{\frac{\cos x}{\sin x}}\) burada \( x \neq n\pi\) |
\(\textbf 1 + \mathbf {\tan^2x = \sec^2x}\) |
\(\textbf 1 + \mathbf {\cot^2x = \csc^2x}\) |
Aşağıdaki tablo, trigonometrik fonksiyonların işaretinin ve değerinin farklı kadranlarda nasıl değiştiğini göstermektedir.
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | ||
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
|
|
|
|
|
|
|
Sinüs düz çizgi ve Kosinüs noktalı çizgi olarak gösterilir.
Örnek 1: Eğer \(\cos x\) = − 4/5, x üçüncü kadranda yer alıyorsa, diğer beş trigonometrik fonksiyonun değerlerini bulun.
\(\cos x\) = -4/5 olduğundan, \(\sec x\) = -5/4
\(\mathbf{ \cos^2 x + \sin^2x = 1}\) olduğundan, yani \({16\over25} + \sin^2x = 1 ⇒ \sin^2x = 1-\frac{16}{25} = {9\over25}\)
\(\sin x = \pm3/5\)
x, üçüncü kadran değerinde yer aldığından \(\sin x\) negatif olacaktır (çeyrek işaret tablosuna bakın). Bu nedenle \(\sin x\) = -3/5 ve \(\csc x \) = -5/3
\(\tan x = \sin x/\cos x\) olduğundan \(\tan x\) = \(\frac{-4/5}{-3/5}\) = 4/3
Çözüm: \(\cos(5\pi/2) = \cos (2\pi + {1\pi}/_2)\)
Kosinüs değeri \(2\pi \) den sonra tekrar ettiği için, \(\cos(2\pi + {1\pi}/_2) = \cos(\pi/2) = 0\)