Aufgabenbeispiele von Bogenmaß

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Winkel im Bogenmaß angeben

Beispiel:

Gib den Winkel α = 255° im Bogenmaß x an.

Lösung einblenden

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

255° sind aber nur ein 255° 360° Kreis, also ist die gesuchte Bogenlänge x zu 255° auch nur 255° 360° ⋅ 2π = 255 180 ⋅ π.

Jetzt müssen wir nur noch kürzen:

x = 255° 180° ⋅π = 51 36 ⋅π = 17 12 ⋅π

vom Bogenmaß ins Gradmaß

Beispiel:

Gib den Winkel x = - 5 2 π im Gradnmaß α an.

Lösung einblenden

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

Somit entspricht die Bogenlänge π dem Gradmaß 180°.

- 5 2 π entspricht also dem Gradmaß - 5 2 ⋅180° = -450°

vom Bogenmaß ins Gradmaß (WTR)

Beispiel:

Gib den Winkel x = 2.3 im Gradnmaß α an.

Lösung einblenden

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°.

2.3 = 2.3 π ⋅π entspricht also dem Gradmaß 2.3 π ⋅180° ≈ 131.8°

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( 0 ).

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

Lösung einblenden

0 bedeutet 0 eines Kreises, also 0 von 360° = 0°.

Am Einheitskreis kann man den Wert für sin( 0 ) bzw. für sin(0°) ablesen:

sin( 0 ) bzw. sin(0°) 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( 0 °) ≈ 0

gleiche sin- oder cos-Werte (Bogenmaß)

Beispiel:

Gib die beiden Winkel zwischen 0 und 2π an, die den gleichen Kosinuswert haben wie x = 8 3 π.

Lösung einblenden
canvas

Zuerst suchen wir den Winkel zwischem 0 und 2π, der im Einheitskreis an der selben Stelle steht wie 8 3 π. Dazu subtrahieren wir einfach 2π (= 6 3 π) vom gegebenen Winkel: 8 3 π - 6 3 π = 2 3 π.

Somit gilt x1 = 2 3 π.

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 - 2 3 π einfach - 2 3 π + 2 π = 4 3 π für x2.

Somit gilt: x1 = 2 3 π und x2 = 4 3 π und

Theoreitsch kann man aber auch den Umweg über das Gradmaß gehen.
Dazu rechnet man dann zuerst mal den Winkel 8 3 π als 8 3 ⋅ 180° = 480° ins Gradmaß um und subtrahieren 360° um den Winkel zwischem 0° und 360° zu bekommen. Es gilt also = 120°.

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 120° an der x-Achse spiegelt, erhält man doch einfach den negativen Winkel -120°, 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 = -120° + 360° = 240°

Wenn man nun α und β wieder ins Bogenmaß umrechnet, erhält man die beiden Lösungen: x1 = 2 3 π und x2 = 4 3 π

einfache trigonometrische Gleichungen

Beispiel:

Bestimme alle Lösungen innerhalb einer Periode [0;2π).
cos( x ) = 0,45

Lösung einblenden
canvas
cos( x ) = 0,45 |cos-1(⋅)

Der WTR liefert nun als Wert 1.1040309877476

1. Fall:

x1 = 1,104

Am Einheitskreis erkennen wir, dass die Gleichung cos( x ) = 0,45 noch eine weitere Lösung hat. (die senkrechte turkise Gerade x=0.45 schneidet den Einheitskreis in einem zweiten Punkt).

Am Einheitskreis erkennen wir auch, dass die andere Lösung einfach (nach unten gespiegelt) bei - 1,104
bzw. bei - 1,104 +2π= 5,179 liegen muss.

2. Fall:

x2 = 5,179

L={ 1,104 ; 5,179 }