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Aufgabenbeispiele von Bogenmaß

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Winkel im Bogenmaß angeben

Beispiel:

Gib den Winkel α = 270° im Bogenmaß x an.

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Die Bogenlänge eines vollen Einheitskreises beträgt 2π⋅r, also 2π⋅1 = 2π und entschpricht somit 360°.

270° sind aber nur ein 270°360° Kreis, also ist die gesuchte Bogenlänge x zu 270° auch nur 270°360° ⋅ 2π = 270180 ⋅ π.

Jetzt müssen wir nur noch kürzen:

x = 270°180°⋅π = 96⋅π = 32⋅π

vom Bogenmaß ins Gradmaß

Beispiel:

Gib den Winkel x = 103π im Gradnmaß α an.

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Die Bogenlänge eines vollen Einheitskreises beträgt 2π⋅r, also 2π⋅1 = 2π und entschpricht somit 360°.

Somit entspricht die Bogenlänge π dem Gradmaß 180°.

103π entspricht also dem Gradmaß 103⋅180° = 600°

vom Bogenmaß ins Gradmaß (WTR)

Beispiel:

Gib den Winkel x = 1 im Gradnmaß α an.

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Die Bogenlänge eines vollen Einheitskreises beträgt 2π⋅r, also 2π⋅1 = 2π und entschpricht somit 360°.

Somit entspricht die Bogenlänge π ≈ 3,14 dem Gradmaß 180°.

1 = 1π⋅π entspricht also dem Gradmaß 1π⋅180° ≈ 57.3°

sin, cos Einheitskreis (Bogenmaß)

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

Bestimme näherungsweise sin( -110π).

Auf dem Einheitskreis rechts kann man mit der Maus (Finger) Winkel einzeichen

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-110π bedeutet -120 eines Kreises, also -120 von 360° = -18°.

Bei negativen Winkel muss man einfach in die andere Richtung, also im Urzeigersinn, im Einheitskreis vorgehen. Dabei landet man dann natürlich wieder an der gleichen Stelle wie bei -18° + 360° = 342°

Am Einheitskreis kann man den Wert für sin( -110π) bzw. für sin(-18°) ablesen:

sin( -110π) bzw. sin(-18°) ist der y-Wert des Schnittpunktes der roten Geraden mit dem (blauen) Einheitskreis, also die Länge der grünen Strecke.
Am besten ablesen kann man diesen Wert, wenn man die (orange) waagrechte Linie zur y-Aches verfolgt:

sin( -110π°) ≈ -0.31

gleiche sin- oder cos-Werte (Bogenmaß)

Beispiel:

Gib die beiden Winkel zwischen 0 und 2π an, die den gleichen Kosinuswert haben wie x = 3712π.

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canvas

Zuerst suchen wir den Winkel zwischem 0 und 2π, der im Einheitskreis an der selben Stelle steht wie 3712π. Dazu subtrahieren wir einfach 2π (= 2412π) vom gegebenen Winkel: 3712π - 2412π =1312π.

Somit gilt x1 = 1312π.

Die andere Stelle muss nun an einer anderen Stelle im Einheitskreis liegen.

Wie beim Gradmaß erkennt man auch hier, dass die beiden Winkel mit gleichen Kosinuns-Werten symmetrisch bezüglich der x-Achse liegen, so dass man also x2 einfach als x2 = - x1 berechnen kann.

Weil ja aber auch der zweite Winkel zwischen 0 und 2π liegen muss, nehmen wir statt -1312π einfach -1312π + 2 π = 1112π für x2.

Somit gilt: x1 = 1312π und x2 = 1112π und

Theoreitsch kann man aber auch den Umweg über das Gradmaß gehen.
Dazu rechnet man dann zuerst mal den Winkel 3712π als 3712⋅ 180° = 555° ins Gradmaß um und subtrahieren 360° um den Winkel zwischem 0° und 360° zu bekommen. Es gilt also = 195°.

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

Man erkennt am Schaubild rechts, dass die beiden Winkel mit dem gleichen Kosinuswert (oranger waagrechter Strich) symmetrisch zur x-Achse liegen.

Wenn man also den (braunen) Ausgangswinkel 195° an der x-Achse spiegelt, erhält man doch einfach den negativen Winkel -195°, also eben in die falsche Richtung gedreht: mit dem Uhrzeiger und unten rum.

Da wir ja aber einen positiven Winkel suchen, müssen wir eben wieder eine volle Umdrehung draufaddieren:

β = -195° + 360° = 165°

Wenn man nun α und β wieder ins Bogenmaß umrechnet, erhält man die beiden Lösungen: x1 = 1312π und x2 = 1112π

einfache trigonometrische Gleichungen

Beispiel:

Bestimme alle Lösungen innerhalb einer Periode [0;2π).
cos(x) = 0,5

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cos(x) = 0,5 |cos-1(⋅)

Der WTR liefert nun als Wert 1.0471975511966

1. Fall:

x1 = 13π

Am Einheitskreis erkennen wir, dass die Gleichung cos(x) = 0,5 noch eine weitere Lösung hat. (die senkrechte turkise Gerade x=0.5 schneidet den Einheitskreis in einem zweiten Punkt).

Am Einheitskreis erkennen wir auch, dass die andere Lösung einfach (nach unten gespiegelt) bei - 13π
bzw. bei - 13π+2π= 53π liegen muss.

2. Fall:

x2 = 53π

L={ 13π; 53π}