טריגונומטריה - מעגל היחידה

הסבר מלא, דוגמאות פתורות ותרגול.

📖 טריגונומטריה - מעגל היחידה

⭕ מעגל היחידה

4-5 יח"ל מתמטיקה | 

1. מהו מעגל היחידה?

📌 הגדרה: מעגל היחידה הוא מעגל שמרכזו בראשית הצירים (0,0) ורדיוסו שווה ל-1.

משוואת המעגל: x² + y² = 1
x y O 1 -1 1 -1 P(cos α, sin α) sin α cos α α r=1 רביע I רביע II רביע III רביע IV
לכל נקודה P על מעגל היחידה: P = (cos α, sin α)
כאשר α היא הזווית מציר x החיובי נגד כיוון השעון

2. המרה בין מעלות לרדיאנים

מעלות → רדיאנים × π/180 רדיאנים → מעלות × 180/π
מעלות 30° 45° 60° 90° 180° 270° 360°
רדיאנים 0 π/6 π/4 π/3 π/2 π 3π/2

3. סימני הפונקציות ברביעים

רביע I sin + | cos + | tan + הכל חיובי ✓ רביע II sin + | cos - | tan - רק sin חיובי רביע III sin - | cos - | tan + רק tan חיובי רביע IV sin - | cos + | tan - רק cos חיובי
💡 טיפ לזכירה - "כל הסטודנטים טובים בחדו״א":
רביע I: כל (הכל חיובי)
רביע II: סינוס (רק sin חיובי)
רביע III: טנגנס (רק tan חיובי)
רביע IV: קוסינוס (רק cos חיובי)

4. ערכים על מעגל היחידה

0° (1, 0) 30° (√3/2, 1/2) 45° (√2/2, √2/2) 60° (1/2, √3/2) 90° (0, 1) 120° (-1/2, √3/2) 135° (-√2/2, √2/2) 150° (-√3/2, 1/2) 180° (-1, 0) 270° (0, -1)

5. זוויות משלימות

קשר sin cos tan
זוויות משלימות ל-90°
(α ו-90°-α)
sin(90°-α) = cos α cos(90°-α) = sin α tan(90°-α) = cot α
זוויות משלימות ל-180°
(α ו-180°-α)
sin(180°-α) = sin α cos(180°-α) = -cos α tan(180°-α) = -tan α
זווית שלילית
(-α)
sin(-α) = -sin α cos(-α) = cos α tan(-α) = -tan α
📌 זוגיות הפונקציות:
  • cos - פונקציה זוגית: cos(-α) = cos(α)
  • sin - פונקציה אי-זוגית: sin(-α) = -sin(α)
  • tan - פונקציה אי-זוגית: tan(-α) = -tan(α)

6. מחזוריות

sin(α + 360°) = sin α   |   cos(α + 360°) = cos α   |   tan(α + 180°) = tan α

מחזור sin ו-cos: 2π (או 360°)  |  מחזור tan: π (או 180°)
🎯 לסיכום: מעגל היחידה הוא הכלי המרכזי להבנת הפונקציות הטריגונומטריות לכל זווית!

דוגמאות פתורות

דוגמה 1

📐 משפט הסינוסים:
מהי הנוסחה הנכונה של משפט הסינוסים?

הצג פתרון
א a/sin(A) = b/sin(B) = c/sin(C) ✓ נכונה
ב a·sin(A) = b·sin(B) = c·sin(C)
ג a² = b² + c² - 2bc·cos(A)
ד a/cos(A) = b/cos(B) = c/cos(C)

💡 הסבר מפורט:

שלב 1: משפט הסינוסים 🔍

💡 משפט הסינוסים קובע יחס קבוע בין צלע לסינוס הזווית שמולה:

a/sin(A) = b/sin(B) = c/sin(C) = 2R

כאשר R הוא רדיוס המעגל החוסם!

שלב 2: המחשה 📊

ABCcbaa מול A, b מול B, c מול C

שלב 3: מתי משתמשים? 🎯

משתמשים במשפט הסינוסים כאשר:

✓ נתונה צלע + הזווית שמולה + עוד משהו
✓ נתונות שתי זוויות + צלע אחת
✓ רוצים למצוא רדיוס מעגל חוסם

צלע חלקי סינוס הזווית שמולה = קבוע!

תשובה: a/sin(A) = b/sin(B) = c/sin(C)

דוגמה 2

🎯 צלע מול זווית:
במשולש ABC, הזווית A היא 50°.

איזו צלע נמצאת מול זווית A?

הצג פתרון
א הצלע a (מ-B ל-C) ✓ נכונה
ב הצלע b (מ-A ל-C)
ג הצלע c (מ-A ל-B)
ד אין צלע מול הזווית

💡 הסבר מפורט:

שלב 1: הכלל החשוב! 🔍

💡 כלל הזהב:

הצלע שמול זווית A נקראת a
הצלע שמול זווית B נקראת b
הצלע שמול זווית C נקראת c

⚠️ הצלע שמול = הצלע שלא נוגעת בקודקוד!

שלב 2: המחשה 📊

A (50°)BCa - מול A!

שלב 3: הסבר 🎯

הצלע a:

• מחברת בין B ל-C
לא נוגעת בקודקוד A
• נמצאת מול (ממול) זווית A

לכן a היא הצלע מול זווית A!

תשובה: הצלע a (מ-B ל-C)

דוגמה 3

🧮 חישוב בסיסי:
במשולש: a = 10, זווית A = 30°, זווית B = 45°.

מהו אורך הצלע b?

💡 נתון: sin(30°) = 0.5, sin(45°) ≈ 0.707

הצג פתרון
א 14.14 ✓ נכונה
ב 7.07
ג 10
ד 20

💡 הסבר מפורט:

שלב 1: זיהוי הנתונים 🔍

נתונים:
a = 10
∠A = 30°
∠B = 45°

צריך למצוא: b = ?

שלב 2: הצבה במשפט הסינוסים 📊

Law of Sinesa/sin(A) = b/sin(B)10/sin(30°) = b/sin(45°)10/0.5 = b/0.707 → b = 14.14

שלב 3: פתרון מפורט 🎯

חישוב:

a/sin(A) = b/sin(B)

10/sin(30°) = b/sin(45°)

10/0.5 = b/0.707

20 = b/0.707

b = 20 × 0.707 = 14.14

תשובה: 14.14

תרגול עכשיו

צרו שאלה חדשה אקראית ובדקו את עצמכם.

לחצו על הכפתור כדי לקבל שאלה חדשה.