gamedschool

Trigonometrik Denklemler konu anlatımı

12. sınıf Matematik · Trigonometri

Lise · 12. sınıf · Matematik · Ünite: Trigonometri · ~4 dk okuma

Temel trigonometrik denklemler: sin x = a, cos x = a, tan x = a, cot x = a ve genel çözümleri (periyot k · 2π, tan ve cot için k · π); belirli bir aralıktaki köklerin bulunması; birim çember ve grafik yardımıyla çözüm; ikinci dereceden trigonometrik denklemler (değişken değiştirme), iki kat açı formülleriyle denklem çözme, çarpanlara ayırma; çözüm kümesinin sınır kontrolü.

Temel trigonometrik denklemler

sin x = a (−1 ≤ a ≤ 1): sin α = a olmak üzere

  • x = α + k · 2π veya x = π − α + k · 2π (k ∈ ℤ)
  • sin x = 1/2 → [0, 2π) aralığında x = π/6 ve x = 5π/6

cos x = a (−1 ≤ a ≤ 1): cos α = a olmak üzere

  • x = α + k · 2π veya x = −α + k · 2π
  • cos x = −1/2 → [0, 2π) aralığında x = 2π/3 ve x = 4π/3

tan x = a (her a için): x = α + k · π

  • tan x = √3 → [0, 2π) aralığında x = π/3 ve x = 4π/3

Çözümsüz denklemler: sin x = 2 veya cos x = −3 → Ç = ∅ (sin ve cos değerleri [−1, 1] aralığındadır)

İkinci dereceden ve çarpanlı denklemler

Değişken değiştirme: 2sin²x − sin x − 1 = 0

  • sin x = t → 2t² − t − 1 = 0 → (2t + 1)(t − 1) = 0 → t = 1 veya t = −1/2
  • sin x = 1 → x = π/2 · sin x = −1/2 → x = 7π/6, 11π/6 ([0, 2π) aralığında)

Çarpanlara ayırma: sin x · cos x − cos x = 0 → cos x (sin x − 1) = 0

  • cos x = 0 → x = π/2, 3π/2 · sin x = 1 → x = π/2 → Ç = {π/2, 3π/2}

Tek fonksiyona çevirme: 2cos²x + 3 sin x − 3 = 0

  • cos²x = 1 − sin²x → 2 − 2sin²x + 3 sin x − 3 = 0 → 2sin²x − 3 sin x + 1 = 0
  • sin x = 1 veya sin x = 1/2 → x = π/2, π/6, 5π/6

İki kat açılı denklemler ve uygulama

İki kat açı formülüyle: sin 2x = cos x ([0, 2π))

  • 2 sin x cos x − cos x = 0 → cos x (2 sin x − 1) = 0
  • cos x = 0 → x = π/2, 3π/2 · sin x = 1/2 → x = π/6, 5π/6
  • Ç = {π/6, π/2, 5π/6, 3π/2}

Açının katı olan denklem: sin 2x = 1/2, [0, 2π)

  • 2x = π/6 + 2kπ veya 2x = 5π/6 + 2kπ → x = π/12 + kπ veya x = 5π/12 + kπ
  • Aralıktaki kökler: π/12, 5π/12, 13π/12, 17π/12

Uygulama – dalga ve salınım: Bir dönme dolapta kabinin yerden yüksekliği h(t) = 20 − 15 cos (πt/6) metre (t dakika).

  • h = 27,5 → cos (πt/6) = −1/2 → πt/6 = 2π/3 → t = 4 dakika (ilk kez)

💡 Aralıklı sorularda bulduğun genel çözüme k = 0, 1, 2… vererek aralıktaki kökleri tek tek listele.

Kavramlar

trigonometrik denklem
trigonometrik fonksiyon içeren denklem
genel çözüm
k ∈ ℤ ile verilen bütün kökler
periyot
fonksiyonun kendini tekrar ettiği aralık
esas ölçü
[0, 2π) aralığındaki karşılık
kök
denklemi sağlayan değer
Önemli noktalar
  • sin x = a: x = α + 2kπ veya π − α + 2kπ
  • cos x = a: x = ±α + 2kπ
  • tan x = a: x = α + kπ
  • |a| > 1 ise sin x = a ve cos x = a çözümsüz
  • İkinci derece: sin x = t dönüşümü, |t| ≤ 1 kontrolü
  • sin 2x içeren denklemlerde iki kat formülü ve çarpanlara ayırma

Örnek soru ve çözümü

Soru

Grafikte y = sin x eğrisi ile y = 1/2 doğrusu gösterilmiştir. sin x = 1/2 denkleminin [0, 2π) aralığındaki köklerini grafik ve formülle doğrulayınız.

Çözüm

Doğru eğriyi iki noktada keser: x = π/6 ≈ 0,52 ve x = 5π/6 ≈ 2,62. Formülle sin α = 1/2 için α = π/6; diğer kök π − π/6 = 5π/6. [π, 2π) aralığında sin x negatif olduğundan başka kök yoktur.

Çözümlü örnekler

1. cos x = 1 denkleminin [0, 2π) aralığındaki kökü nedir? KolayÇözüm

x = 0.

2. tan x = −1 denkleminin [0, 2π) aralığındaki köklerini bulunuz. OrtaÇözüm

tan (3π/4) = −1 → x = 3π/4 ve x = 3π/4 + π = 7π/4.

3. cos 2x + cos x = 0 denklemini [0, 2π) aralığında çözünüz. ZorÇözüm

2cos²x − 1 + cos x = 0 → (2cos x − 1)(cos x + 1) = 0 → cos x = 1/2 → x = π/3, 5π/3; cos x = −1 → x = π. Ç = {π/3, π, 5π/3}.

Sık yapılan hatalar

  • sin x = a denkleminde yalnızca bir kök bulmak (π − α kökünü unutmak).
  • tan x için periyodu 2π almak (π’dir).
  • Değişken değiştirmede |t| > 1 olan kökleri kabul etmek.

Biliyor muydun?

Gelgitler, ses dalgaları ve dönme dolabın yüksekliği trigonometrik fonksiyonlarla modellenir; mühendisler bu denklemlerle “Hangi anda istenen değere ulaşılır?” sorusunu cevaplar!

Kendini dene

1. sin x = 1/2 denkleminin [0, 2π) aralığındaki kökleri hangileridir?
  1. π/6 ve 7π/6
  2. π/6 ve 11π/6
  3. π/3 ve 2π/3
  4. π/6 ve 5π/6
Cevabı göster

Doğru cevap: D) π/6 ve 5π/6 · π − α.

2. Grafiğe göre y = sin x ile y = 1/2 [0, 2π) aralığında kaç noktada kesişir?
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
Cevabı göster

Doğru cevap: B) 2 · Grafik.

3. cos x = 0 denkleminin [0, 2π) aralığındaki kökleri hangileridir?
  1. 0 ve π
  2. π ve 2π
  3. π/2 ve 3π/2
  4. π/4 ve 3π/4
Cevabı göster

Doğru cevap: C) π/2 ve 3π/2 · cos.

4. tan x = 1 denkleminin genel çözümü hangisidir?
  1. x = π/2 + kπ
  2. x = π/4 + kπ
  3. x = π/4 + 2kπ
  4. x = kπ
Cevabı göster

Doğru cevap: B) x = π/4 + kπ · Periyot π.

5. sin x = 3 denkleminin çözüm kümesi nedir?
  1. Boş küme
  2. {π/2}
  3. {3}
  4. ℝ
Cevabı göster

Doğru cevap: A) Boş küme · |a| > 1.

Konunun tüm sorularını ve testlerini gamedschool’da çözebilir, yanlışlarını tekrar edebilirsin.

12. Sınıf Matematik konuları
Konuyu oyunla pekiştir

gamedschool’da bu konunun testlerini çöz, XP ve altın kazan, Pixel Dünyası’nda arkadaşlarınla buluş. Öğrenciler için ücretsiz.

Ücretsiz kayıt ol