בכניסה לקניון בנתניה בונים כבש לכיסאות גלגלים. הכבש מגיע לגובה מטר, ואורכו על הקרקע מטר. באמצע הדרך, אחרי מטר על הקרקע, כמה גבוה נמצאים? הסתכלו על השרטוט לפני שתחשבו.
למה המשולש והמשולש דומים? ומה זה אומר על היחס לעומת ?
להציג את התשובה והפתרון
בשניהם יש זווית ישרה, והזווית משותפת. שתי זוויות שוות, ולכן המשולשים דומים לפי ז.ז. במשולשים דומים היחס בין צלעות מתאימות שווה: , ולכן מטר.
זו כל הטריגונומטריה של המשולש ישר הזווית: היחס בין שתי צלעות אינו תלוי בגודל המשולש, אלא רק בזווית. לכן אפשר לתת ליחס שם, ולחשב אותו פעם אחת לכל זווית.
שלושת היחסים
בוחרים זווית חדה במשולש. ביחס אליה, לכל צלע יש תפקיד: הניצב שמול הזווית, הניצב שליד הזווית, והיתר. שימו לב: כשעוברים לזווית החדה השנייה, «מול» ו«ליד» מתחלפים, והיתר נשאר יתר.
סינוס: הניצב שמול הזווית, חלקי היתר.
קוסינוס: הניצב שליד הזווית, חלקי היתר.
טנגנס: הניצב שמול, חלקי הניצב שליד. בלי היתר.
כאן הוא הניצב שמול , הניצב שלידה ו- היתר. שלושת היחסים מוגדרים לזווית חדה, והזווית נמדדת במעלות.
לפני כל חישוב: לסמן את הזווית, ואז לכתוב ליד כל צלע «מול», «ליד» או «יתר». רוב הטעויות בפרק הן החלפה בין «מול» ל«ליד».
למה הערך תלוי רק בזווית
קחו שני משולשים ישרי זווית עם אותה זווית חדה . יש בהם זווית ישרה וזווית , ולכן הם דומים לפי ז.ז. במשולשים דומים כל היחסים בין צלעות מתאימות שווים: הניצב שמול חלקי היתר יוצא אותו מספר בשניהם. לכן הוא מספר אחד לכל זווית, ולא משנה באיזה משולש מדדנו אותו. זו הסיבה שמחשבון יכול לדעת את בלי לראות את המשולש שלכם.
האם ייתכן ש- עבור זווית חדה ?
להציג את התשובה והפתרון
לא. הוא ניצב חלקי יתר, והניצב תמיד קצר מהיתר. לכן לכל זווית חדה, וכך גם הקוסינוס. אם קיבלתם סינוס גדול מ-, החלפתם בין הניצב ליתר.
כשהזווית גדלה
נשאיר את היתר באורך ונגדיל את הזווית מ- עד . הניצב שמול גדל מ- עד , והניצב שליד קטן מ- עד . לכן:
הסינוס עולה מ- ל-.
הקוסינוס יורד מ- ל-.
הטנגנס עולה מ- וגדל ללא גבול. ב- הניצב שליד הוא , ואסור לחלק ב-: אינו מוגדר.
ב- וב- אין משולש של ממש, אבל הערכים האלה הם הגבולות שאליהם היחסים מתקרבים, ומשתמשים בהם כמו בכל ערך אחר.
מי גדול יותר, או ? ומי גדול יותר, או ?
להציג את התשובה והפתרון
גדול יותר: הסינוס עולה עם הזווית. גדול יותר: הקוסינוס יורד עם הזווית. במחשבון: לעומת .
טנגנס ושיפוע
ישר במערכת צירים יוצר זווית עם הכיוון החיובי של ציר ה-. אם מתקדמים על הישר, ה«עלייה» חלקי ה«התקדמות» היא השיפוע . אבל העלייה היא הניצב שמול , וההתקדמות היא הניצב שלידה. לכן:
השיפוע של ישר הוא הטנגנס של הזווית שהוא יוצר עם ציר ה-
מהישר לזווית
ישר עובר דרך הנקודות ו-. מהי הזווית שהוא יוצר עם הכיוון החיובי של ציר ה-? עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה.
השיפוע: הפרש ה- חלקי הפרש ה-
השיפוע הוא הטנגנס של הזווית
במחשבון: , במצב מעלות
שיפוע חיובי: הישר עולה, והזווית חדה. ישר עם שיפוע יוצר זווית של , כי . ישר יורד? השיפוע שלילי, ואז הוא הטנגנס של הזווית החדה שבין הישר לציר.
שלוש טעויות שחוזרות בהגדרות.
סינוס הולך עם הניצב שמול הזווית, . הניצב שליד, , שייך לקוסינוס.
אינו מוגדר: ב- הניצב שליד הוא , וחילוק ב- אסור. הזווית שהטנגנס שלה היא .
המכנה של סינוס וקוסינוס הוא תמיד היתר, הצלע הארוכה. תוצאה גדולה מ- היא סימן שהתהפכתם.
תרגילים
תרגיל 1
במשולש הזווית ישרה. איזה יחס שווה ל-?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א
הפתרון:
הניצב שמול הוא , והיתר, מול הזווית הישרה, הוא
הנכונה: . המלכודת: הוא , כי יוצא מהקדקוד ולכן הוא הניצב שליד.
תרגיל 2
במשולש הזווית ישרה. איזה יחס שווה ל-?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
מול נמצא הניצב , ליד הניצב . טנגנס: מול חלקי ליד
הנכונה: . הוא : כשעוברים לזווית השנייה, «מול» ו«ליד» מתחלפים.
תרגיל 3
במשולש הזווית ישרה, , ו-. חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0.6
הפתרון:
מול , היתר
. מי שקיבל לקח את , הניצב שליד, וזה .
תרגיל 4
באותו משולש (, , , ) חשבו את . עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 1.33
הפתרון:
מול נמצא , ליד נמצא
, גדול מ-: הזווית גדולה מ-, כי הניצב שמולה ארוך מהניצב שלידה. טנגנס יכול להיות גדול מ-.
תרגיל 5
הוכיחו או הפריכו: קיימת זווית חדה שעבורה .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
ניצב חלקי יתר
הניצב קצר מהיתר
הטענה לא נכונה. קוסינוס של זווית חדה תמיד בין ל-, כי היתר הוא הצלע הארוכה ביותר.
תרגיל 6
מיינו: אילו מהמספרים יכולים להיות של זווית חדה ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — יכול להיות סינוס של זווית חדה · — יכול להיות סינוס של זווית חדה · — יכול להיות סינוס של זווית חדה · — לא יכול · — לא יכול · — לא יכול
הפתרון:
הניצב חיובי וקצר מהיתר
סינוס של זווית חדה הוא מספר חיובי וקטן מ-. שלילי אי אפשר (אורכים חיוביים), ו- או אי אפשר (הניצב קצר מהיתר).
תרגיל 7
מי מהערכים הבאים הוא הגדול ביותר?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א
הפתרון:
הקוסינוס יורד כשהזווית גדלה
הנכונה: . ככל שהזווית גדלה, הניצב שלידה מתקצר, והקוסינוס קטן. בסינוס זה הפוך.
תרגיל 8
הישר יוצר זווית עם הכיוון החיובי של ציר ה-. חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
השיפוע של
השיפוע הוא הטנגנס של הזווית
. המספר החופשי מזיז את הישר למעלה ולמטה ואינו משנה את הזווית.
תרגיל 9
ישר עובר דרך הנקודות ו-. חשבו את הטנגנס של הזווית שהוא יוצר עם הכיוון החיובי של ציר ה-.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0.75
הפתרון:
שיפוע: הפרש ה- חלקי הפרש ה-
השיפוע הוא הטנגנס
. מי שחישב חילק את ההתקדמות בעלייה: הטנגנס הוא עלייה חלקי התקדמות.
תרגיל 10
מהו ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב לא מוגדר
הפתרון:
ב- הניצב שליד מתאפס, ואי אפשר לחלק ב-
הנכונה: לא מוגדר. ו- מוגדרים היטב, אבל אינו מספר.