Sinus, cosinus i tangens: SOHCAHTOA
"Naprzeciw" i "przy kącie" to nie są cechy boku. To cechy boku względem kąta, a prawie każdy błąd z SOHCAHTOA bierze się stąd, że to zdanie nie dotarło.
Ostatnia aktualizacja
SOHCAHTOA to dobry skrót pamięciowy dla czegoś, co ludzie zwykle już w połowie wiedzą, i nic nie robi z tym, co naprawdę idzie źle. Błąd prawie nigdy nie dotyczy liter. Polega na tym, że "naprzeciw" i "przy kącie" traktuje się jak etykiety namalowane na trójkącie, a one zależą wyłącznie od tego, przy którym kącie stoisz.
Zmień trójkąt poniżej, a potem przełącz zaznaczony kąt z A na B i zobacz, jak etykiety zamieniają się miejscami, choć żadna linia się nie rusza.
Przełącz zaznaczony kąt. Trójkąt się nie rusza, ale przyprostokątna przeciwległa i przyległa zamieniają się miejscami, i dlatego te dwa słowa zawsze wymagają podania kąta.
Nazywaj boki od kąta, nie od kartki
Przeciwprostokątna jest łatwa: zawsze najdłuższy bok, zawsze ten naprzeciw kąta prostego, i nie zmienia się bez względu na to, od którego kąta ostrego zaczynasz.
Dwa pozostałe boki się zmieniają:
- przyprostokątna naprzeciw kąta to ta, która nie dotyka twojego kąta;
- przyprostokątna przy kącie to ta, która go dotyka.
To cała zasada nazywania i dlatego rysunek ma przełącznik A/B. W trójkącie 3-4-5 bok o długości 4 leży naprzeciw jednego kąta i przy drugim. Pytanie, czy 4 "leży naprzeciw", nie ma odpowiedzi, dopóki nie wskażesz kąta.
Trzy funkcje
Gdy boki mają już nazwy, skrót wreszcie coś znaczy. Litery pochodzą z angielskiego: O (opposite) to bok naprzeciw kąta, A (adjacent) bok przy kącie, H (hypotenuse) przeciwprostokątna.
| funkcja | to | skrót |
|---|---|---|
| sinus | bok naprzeciw kąta przez przeciwprostokątną | SOH |
| cosinus | bok przy kącie przez przeciwprostokątną | CAH |
| tangens | bok naprzeciw kąta przez bok przy kącie | TOA |
Dwie z nich używają przeciwprostokątnej; tangens jest wyjątkiem i jej nie używa. To często najszybszy sposób wyboru: jeśli przeciwprostokątnej nie ma nigdzie w zadaniu, potrzebujesz tangensa.
Dlaczego wielkość nie ma znaczenia
Oto fakt, dzięki któremu trygonometria w ogóle jest możliwa. Podwój każdy bok trójkąta prostokątnego, a kąty się nie zmienią. Nie zmieni się też żaden stosunek, bo podwojenie się skraca:
(2*3)/(2*5) = 3/5
Sinus kąta jest więc cechą kąta, a nie konkretnego trójkąta. Dzięki temu mogą istnieć tablice sinusów, a kalkulator potrafi odpowiedzieć, choć nikt mu nie podał wielkości czegokolwiek.
Poruszaj dwoma suwakami na rysunku, zachowując ich stosunek (3 i 4, potem 6 i 8), i zobacz, że trzy odczyty stoją w miejscu.
Wybór właściwej funkcji
Metoda to zawsze te same trzy kroki.
- Zaznacz swój kąt, a potem nazwij od niego trzy boki.
- Sprawdź, o których dwóch bokach mowa w zadaniu: jeden znasz, drugiego szukasz.
- Wybierz funkcję zbudowaną z tych dwóch.
Drabina o długości 10 metrów opiera się pod kątem 65° do ziemi; jak wysoko sięga? Drabina to przeciwprostokątna, a wysokość leży naprzeciw kąta, więc bok naprzeciw i przeciwprostokątna oznaczają sinusa: sin(65°) = h/10, a stąd h = 10sin(65°).
W tym rozumowaniu nie było żadnego zapamiętywania wzoru na drabiny.
Twoja kolej
Trójkąt prostokątny ma przyprostokątne 6 i 8, więc jego przeciwprostokątna ma długość 10. Ile wynosi sinus kąta leżącego naprzeciw boku o długości 6?
Jeśli wychodzi ci 6/8, przeciwprostokątną pomylono z przyprostokątną, a to jest dokładnie ten błąd, przed którym ma chronić samo słowo "przeciwprostokątna".
Co dalej
Stąd prowadzą dwie drogi. Niektóre kąty dają dokładne wartości bez żadnego kalkulatora: trójkąty 30-60-90 i 45-45-90. Te warto znać na pamięć. Dalej okrąg jednostkowy bierze te same trzy funkcje i całkowicie uwalnia je od trójkąta, więc mają sens także powyżej 90 stopni.
Częste pytania
- Co oznacza SOHCAHTOA?
- To angielski skrót: Sine = Opposite / Hypotenuse, Cosine = Adjacent / Hypotenuse, Tangent = Opposite / Adjacent. Po polsku: sinus to przyprostokątna naprzeciw kąta przez przeciwprostokątną, cosinus to przyprostokątna przy kącie przez przeciwprostokątną, a tangens to przyprostokątna naprzeciw kąta przez przyprostokątną przy kącie. Skrót działa dopiero wtedy, gdy wiesz, który bok jest naprzeciw, a który przy kącie, a to zależy od kąta, od którego zaczynasz.
- Która przyprostokątna leży naprzeciw kąta, a która przy nim?
- Najpierw wybierz kąt. Przeciwprostokątna to zawsze najdłuższy bok, leżący naprzeciw kąta prostego, i nigdy się nie zmienia. Z dwóch pozostałych boków ten, który nie dotyka twojego kąta, leży naprzeciw niego; ten, który go dotyka, leży przy nim. Przejdź do drugiego kąta ostrego, a te dwa boki zamienią się rolami.
- Skąd wiadomo, czy użyć sinusa, cosinusa czy tangensa?
- Nazwij trzy boki względem swojego kąta, a potem sprawdź, których dwóch dotyczy zadanie. Jeśli mowa o boku naprzeciw kąta i przeciwprostokątnej, to sinus; o boku przy kącie i przeciwprostokątnej, cosinus; o dwóch przyprostokątnych bez przeciwprostokątnej, tangens. Wybór funkcji zależy od tego, co masz i czego szukasz, a nie od kształtu trójkąta.
- Dlaczego stosunek się nie zmienia, gdy trójkąt rośnie?
- Bo skalowanie trójkąta mnoży każdy bok przez tę samą liczbę, więc stosunek dowolnych dwóch boków się nie zmienia: ta liczba skraca się w liczniku i mianowniku. Dwa trójkąty prostokątne o tych samych kątach są podobne, więc sinus 30 stopni to ta sama liczba w trójkącie wielkości monety i w trójkącie wielkości boiska.
- Czy SOHCAHTOA działa w trójkątach bez kąta prostego?
- Nie. Wszystkie trzy funkcje są zdefiniowane w trójkącie prostokątnym, więc trójkąt bez kąta prostego wymaga innych narzędzi: twierdzenia sinusów albo twierdzenia cosinusów. Częsty sposób to poprowadzenie wysokości i podzielenie trójkąta na dwa prostokątne, i właśnie tak wyprowadza się oba twierdzenia.