الدوال المثلثية والزوايا المرجعية

الشرح

الزوايا المرجعية والدوال المثلثية

رياضيات — المثلثات ودائرة الوحدة

الهدف: توسيع الدوال المثلثية خارج الربع الأول باستخدام الزاوية المرجعية، وتحديد إشارة كل دالة في كل ربع.

الزاوية المرجعية
الزاوية الحادة مع محور x
القيمة المطلقة
تساوي قيمة الزاوية المرجعية
الإشارة
تُحدَّد بحسب الربع
١

محدودية المثلث القائم

— في المثلث القائم الزوايا محصورة بين و 90° فقط.

— لكن الحاسبة تعطي قيماً لـ cos 120° وsin 300° وحتى cos 100000°.

— نحتاج إذاً إلى توسيع التعريف ليشمل أي زاوية.

الحل

— نضع المثلث في اتجاهات مختلفة داخل دائرة الوحدة حسب موقع الزاوية، ونستخدم إحداثيات النقطة لتحديد القيمة والإشارة.

٢

تعريف الزاوية المرجعية

— الزاوية المرجعية هي الزاوية الحادة المحصورة بين الضلع النهائي للزاوية ومحور x.

— هي دائماً موجبة وتتراوح بين و 90°.

الربع الأول (90°): الزاوية المرجعية = θ

\alpha = \theta

الربع الثاني (90°180°): الزاوية المرجعية = 180° − θ

\alpha = 180° - \theta

الربع الثالث (180°270°): الزاوية المرجعية = θ − 180°

\alpha = \theta - 180°

الربع الرابع (270°360°): الزاوية المرجعية = 360° − θ

\alpha = 360° - \theta
٣

استكشف الزوايا المرجعية تفاعلياً

— حرّك السلايدر لأي زاوية وشاهد مثلثها المرجعي وإشارات دوالها:

θ = 60°
٤

خطوات الحساب

الخطوة ١: حدّد الربع الذي تقع فيه الزاوية.

الخطوة ٢: احسب الزاوية المرجعية بالصيغة المناسبة.

الخطوة ٣: احسب قيمة الدالة للزاوية المرجعية.

الخطوة ٤: ضع الإشارة الصحيحة حسب الربع.

مثال ١: احسب sin 150°.

150° في الربع الثاني → الزاوية المرجعية = 180°150° = 30°

— في الربع الثاني: sin موجب.

\sin 150° = +\sin 30° = +0.5

مثال ٢: احسب cos 240°.

240° في الربع الثالث → الزاوية المرجعية = 240°180° = 60°

— في الربع الثالث: cos سالب.

\cos 240° = -\cos 60° = -0.5

مثال ٣: احسب sin 300°.

300° في الربع الرابع → الزاوية المرجعية = 360°300° = 60°

— في الربع الرابع: sin سالب.

\sin 300° = -\sin 60° = -\frac{\sqrt{3}}{2}
٥

قاعدة الإشارات في الأرباع

الربع الأول: sin موجب، cos موجب.

الربع الثاني: sin موجب، cos سالب.

الربع الثالث: sin سالب، cos سالب.

الربع الرابع: sin سالب، cos موجب.

طريقة الحفظ

— تذكّر أن sin θ = y وcos θ = x على دائرة الوحدة.

— إشارة كل دالة = إشارة إحداثيها في ذلك الربع.

ملخص الزوايا المرجعية

الربع النطاق الزاوية المرجعية α sin cos
الأول 90° θ + +
الثاني 90°180° 180° − θ +
الثالث 180°270° θ − 180°
الرابع 270°360° 360° − θ +

الخلاصة

الزاوية المرجعية: الزاوية الحادة بين الضلع النهائي ومحور x — دائماً بين و 90°.

القيمة المطلقة: تساوي قيمة الدالة للزاوية المرجعية بغض النظر عن الربع.

الإشارة: تُحدَّد بإحداثيات النقطة على دائرة الوحدة (sin = y، cos = x).

زوايا متكافئة: 60°، 120°، 240°، 300° كلها مرجعها 60° — نفس القيمة المطلقة، إشارات مختلفة.

جاري تحميل التعليقات...