Kosinusni izrek

Kosinusni izrek

Avtor: E-um (vsebinsko), Skupina NAUK (tehnično)

Izpeljava kosinusnega izreka

Sinusni izrek nam je razrešil nekaj primerov kako iz ustreznih treh podatkov izračunati dolžine preostalih stranic in velikosti manjkajočih kotov. Si pa z njim vedno ne moremo pomagati. Na pomoč nam bo priskočil še kosinusni izrek, ki nam bo povedal kako iz znanih dolžin dveh stranic in velikosti kota med njima izračunamo dolžino tretje stranice ali pa nam bo iz dolžin treh trikotnikovih stranic izračunal velikost poljubnega kota v danem trikotniku.

Oba izreka skupaj nam iz treh podatkov v trikotniku povesta kako dolge so manjkajoče stranice ali kako veliki so manjkajoči koti.

Narišimo poljubni trikotnik z ostrim kotom , označimo oglišča in stranice ter višino na stranico z nožiščem v .

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)

Izpeljava kosinusnega izreka

Iz pravokotnih trikotnikov in razberemo, da je

in

Ker je v pravokotnem trikotniku oz.

Tudi če je kot topi (glej spodnjo sliko), ostane sklep isti.

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)

Izpeljava kosinusnega izreka

Podobno bi lahko sklepali tudi pri izračunu in ter izpeljali še zvezi za izračun stranic in .

 

V poljubnem trikotniku veljajo med dolžinami stranic in velikostmi kotov naslednje zveze:

ki nosijo ime kosinusni izrek.

Zgornjih zvez se ne bomo učili na pamet, temveč si bomo zapomnili:

kvadrat stranice je vsota kvadratov preostalih dveh stranic minus dvakratni produkt preostalih dveh stranic in kosinusa kota med tema dvema stranicama.

Izpeljava izreka za topokotni trikotnik

Izračunajmo kvadrat stranice po Pitagorovem izreku:

Po kvadriranju dobimo:

(Upoštevali smo, da je kosinus kotu suplementarnega kota enak nasprotni vrednosti kosinusa kota .)

Uporaba kosinusnega izreka - Zgled 1

Ana in Peter stojita vsak na svoji strani velike skale. Ana je od mene oddaljena m, Peter pa km. Vidim ju pod kotom . Kolikšna je njuna medsebojna razdalja? (Za lažjo predstavo si oglej spodnjo sliko.)

(skala.jpg)

Njuna medsebojna razdalja je:

Preveri

Odlično, odgovor je pravilen!

Po kosinusnem izreku zapišemo

in m.

Morda ste kosinusni izrek izpeljali in uporabljali tudi v 2. letniku pri poglavju Vektorji. Zelo elegantna je namreč izpeljava izreka s pomočjo skalarnega produkta vektorjev.

Naprej

To pa ne bo držalo.

Po kosinusnem izreku zapišemo

in m.

Morda ste kosinusni izrek izpeljali in uporabljali tudi v 2. letniku pri poglavju Vektorji. Zelo elegantna je namreč izpeljava izreka s pomočjo skalarnega produkta vektorjev.

Naprej

Zgled 2

Dolžina vektorja je , vektor je dolg , kot ki ga vektorja oklepata meri . Koliko meri vsota vektorjev in ? (Pri fiziki bi rekli, da vsak vektor predstavlja silo in bi izračunali kolikšna je rezultanta sil.)

Pomagaj si s spodnjo sliko in najprej nariši vektor .

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)

Vsota vektorjev naj se začne v točki . Označimo končno točko vsote vektorjev z in opazujmo trikotnik . Bodimo pozorni, kot meri .

Zgled 2

Kosinusni izrek nam pove, da je:

Računajmo zdaj s pomočjo skalarnega produkta:

Sta oba načina računanja med seboj res tako različna?

Kosinusni izrek nam omogoča tudi izračun velikosti poljubnega kota s pomočjo dolžin vseh treh stranic.

Potrudi se in zvezo za izračun kvadrata stranice preoblikuj tako, da boš izrazil . Kateri izmed spodnjih odgovorov je pravilen?

Preveri

Z ustrezno ciklično zamenjavo stranic lahko izrazimo kosinus poljubnega trikotnikovega notranjega kota.

Odlično, odgovor je pravilen!

To pa ne bo držalo. Rešitev je:

Zgled 3

Izračunaj ploščino trapeza, narisanega na spodnji sliki.

(trapez.jpg)

Ploščina trapeza je:

Preveri

Odlično, odgovor je pravilen!

Naprej

To pa ne bo držalo.

Po kosinusnem izreku je

in . Ker je , je in ploščina trapeza

Naprej

Odgovori na vprašanji

Za konec se še enkrat sprehodi čez gradivo, ponovi kdaj je kosinusni izrek uporaben in odgovori na spodnji vprašanji.

Če v trikotniku poznamo dolžini stranic in ter velikost kota , lahko velikost kota izračunamo s pomočjo

Preveri

Kateri izmed naštetih podatkov zadoščajo za izračun ploščine paralelograma?

Preveri

Odlično, odgovor je pravilen!

To pa ne bo držalo. Rešitev je:
sinusni izrek

Odlično, odgovor je pravilen!

Naprej

To pa ne bo držalo.

Za izračun ploščine paralelograma zadoščajo , , ,

Naprej

Odgovori na vprašanji

Za konec pa se malo poigraj s spodnjo sliko. Točki in lahko premikaš in hkrati s tem spreminjaš velikost kota .

Z velikostjo kota se bo spreminjala tudi dolžina sranice .

Opazuj vrednost kvadrata stranice glede na vsoto kvadratov stranic in pri ostrokotnem, pravokotnem in topokotnem trikotniku .

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)

Ugotovitve

Pri ostrokotnih trikotnikih, je , ker je pozitiven,

pri topokotnih trikotnikih, je , ker je negativen,

v pravokotnem trikotniku pa je in zato .

 

V pravokotnem trikotniku preide kosinusni izrek v Pitagorov izrek:

če je , je .

1. naloga

Brez uporabe kalkulatorja izračunaj natančno velikost največjega kota v trikotniku s stranicami , , .

Največji kot v trikotniku meri:

Preveri

Odlično, odgovor je pravilen!

Naprej

To pa ne bo držalo.

Največji kot leži nasproti stranici dolgi . Označimo ga z . Potem velja , od koder je .

Naprej

2. naloga

Izračunaj dolžino stranice in velikosti kotov in v trikotniku , če meri stranica cm, stranica cm in kot . Stranico izračunaj na dve decimalni mesti natančno, oba kota pa na točno minuto natančno.

Preveri

Odlično, odgovor je pravilen!

Naprej

To pa ne bo držalo. Rešitev je:

cm, in

Naprej

3. naloga

V enakostraničnem trikotniku s stranico dolgo cm leži točka na stranici tako, da je . Natančno izračunaj dolžino daljice .

Dolžina daljice je:

Preveri

Odlično, odgovor je pravilen!

Naprej

To pa ne bo držalo.

Po kosinusnem izreku je in cm.

Naprej

4. naloga

V rombu s stranico meri kot . Razpolovišče stranice označimo z , razpolovišče stranice pa z . Izračunaj velikost kota med daljicama in na točno minuto natančno.

Preveri

Odlično, odgovor je pravilen!

Naprej

To pa ne bo držalo.

Daljici in sta skladni. Označimo njuno dolžino z in opazujmo trikotnik . Znani so trije podatki: dve stranici in kot med njima, tako da bomo izračunali po kosinusnem izreku: in . V trikotniku poznamo zdaj dolžine vseh treh stranic: in , tako da lahko kot izračunamo po kosinusnem izreku

oz.

(4nal.png)

Naprej

5. naloga

Diagonali v paralelogramu sta dolgi in cm. Kot med njima meri . Izračunaj dolžini stranic paralelograma na dve decimalni mesti natančno.

Dolžini stranic paralelograma sta:

Preveri

Odlično, odgovor je pravilen!

Naprej

To pa ne bo držalo.

Dolžini stranic paralelograma sta cm in cm.

Naprej

Rezultati

0%
0%