Trigonometriska satser

Ett standardsätt att beteckna sidor och vinklar i en triangel är att kalla vinklarna för \(A,B,C\) (precis som hörnen i GeoGebra). Beteckna sedan sidan mitt emot en vinkel med samma bokstav som vinkeln men med liten bokstav.

Areasatsen

Dra de röda punkterna.

Om man känner till två sidor i en triangel och vinkeln mellan dem, kan man använda areasatsen för att beräkna arean.

\[A=\frac{bc\sin A}{2}=\frac{ac\sin B}{2}=\frac{ab\sin C}{2}\]

Sinussatsen

Genom att använda areasatsen kan man härleda följande likheter:

\[b\sin A = a\sin B \hspace{1cm} c\sin B = b\sin C \hspace{1cm} c\sin A =a \sin C \]

Efter omskrivning kan dessa skrivas som sinussatsen på två olika sätt.

\[\frac{\sin A}{a}=\frac{\sin B}{b}=\frac{\sin C}{c}\]

eller

\[\frac{a}{\sin A}=\frac{b}{\sin B}=\frac{c}{\sin C}\]

Cosinussatsen

Spetsvinklig triangel. Dra i de röda punkterna.

I appleten ovan är de röda trianglarna kongruenta. Den blå arean i vardera heptagon (polygon med sju hörn), är den area som blir kvar då man subtraherar arean av de tre trianglarna från heptagonens area. Den blå arean är därför densamma i bägge heptagonerna. Detta ger oss att:

\[a^2+b^2=c^2+2ab\cos C\]

Parallellogramens areor förklaras av bilden nedan.

Image

Genom att dra i punkten A så att triangeln blir rätvinklig, ser man att Pythagoras sats är ett specialfall av cosinussatsen.

I appleten ovan är triangeln spetsvinklig (alla vinklar är spetsiga). I appleten nedan är triangeln trubbvinklig (en vinkel är trubbig).

Trubbvinklig triangel. Dra i de röda punkterna.

Parallellogramens areor förklaras av bilden nedan.

Image

Från symmetrin får vi tre varianter av cosinussatsen.

\[c^2=a^2+b^2-2ab\cos C\]

or

\[b^2=a^2+c^2-2ac\cos B\]

or

\[a^2=b^2+c^2-2bc\cos A\]

Två fall

Genom att använda sinussatsen eller cosinussatsen, kan man bestämma en okänd sida eller vinkel i en triangel.

I vissa fall finns det två möjligheter för den okända sidan/vinkeln. I appleten nedan visas detta för sinussatsen. Samma situation uppträder som två lösningar till en andragradsekvation då man använder cosinussatsen.

Ändra på A, C och a.

referens:

Geometriskt bevis av cosinussatsen från Wikipedia - Law of cosines

by Malin Christersson under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 2.5 Sweden License

www.malinc.se