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.
محدودية المثلث القائم
— في المثلث القائم الزوايا محصورة بين 0° 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.
تعريف الزاوية المرجعية
— الزاوية المرجعية هي الزاوية الحادة المحصورة بين الضلع النهائي للزاوية ومحور x.
— هي دائماً موجبة وتتراوح بين 0° و 90°.
— الربع الأول (0° – 90°): الزاوية المرجعية = θ
— الربع الثاني (90° – 180°): الزاوية المرجعية = 180° − θ
— الربع الثالث (180° – 270°): الزاوية المرجعية = θ − 180°
— الربع الرابع (270° – 360°): الزاوية المرجعية = 360° − θ
استكشف الزوايا المرجعية تفاعلياً
— حرّك السلايدر لأي زاوية وشاهد مثلثها المرجعي وإشارات دوالها:
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.
— مثال ٢: احسب cos 240°.
— 240° في الربع الثالث → الزاوية المرجعية = 240° − 180° = 60°
— في الربع الثالث: cos سالب.
— مثال ٣: احسب sin 300°.
— 300° في الربع الرابع → الزاوية المرجعية = 360° − 300° = 60°
— في الربع الرابع: sin سالب.
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
الخلاصة
— الزاوية المرجعية: الزاوية الحادة بين الضلع النهائي ومحور x — دائماً بين 0° 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.