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Mathematik · Klasse 9–11 · aktualisiert

Trigonometrie: Sinus, Kosinus und Tangens

Trigonometrie verbindet Winkel und Seiten. Du lernst Sinus, Kosinus und Tangens, Sinus- und Kosinussatz und den Einheitskreis kennen.

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0 von 12 Aufgaben gelöst

Trigonometrie: Sinus, Kosinus und Tangens

Kurz gesagt

Die Trigonometrie beschreibt Beziehungen zwischen Winkeln und Seiten in Dreiecken. Im rechtwinkligen Dreieck ist der Sinus Gegenkathete durch Hypotenuse, der Kosinus Ankathete durch Hypotenuse und der Tangens Gegenkathete durch Ankathete. In allgemeinen Dreiecken helfen Sinus- und Kosinussatz.

Die Trigonometrie verbindet Winkel mit Seitenlängen. Im rechtwinkligen Dreieck nutzt du dafür Sinus, Kosinus und Tangens. Bei allgemeinen Dreiecken helfen unter anderem Sinus- und Kosinussatz.

Deine Lernziele

Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Termi das Ziel für dich ab.

4 Abschnitte

Trigonometrie untersucht Beziehungen zwischen Seiten und Winkeln von Dreiecken. Dadurch kannst du zum Beispiel eine Höhe oder Entfernung bestimmen, ohne sie direkt zu messen. Der Grundgedanke lautet: Rechtwinklige Dreiecke mit demselben spitzen Winkel sind ähnlich. Ihre Seiten können unterschiedlich lang sein, aber die entsprechenden Seitenverhältnisse bleiben gleich. Deshalb hängen Sinus, Kosinus und Tangens nur vom Winkel ab. Zuerst suchst du den rechten Winkel. Die Seite gegenüber diesem Winkel heißt Hypotenuse. Sie ist die längste Seite des rechtwinkligen Dreiecks. Die beiden anderen Seiten heißen Katheten. Ihre genauere Bezeichnung hängt davon ab, welchen spitzen Winkel du betrachtest: Die Gegenkathete liegt dem betrachteten Winkel gegenüber. Die Ankathete berührt den betrachteten Winkel und ist nicht die Hypotenuse. Wechselst du vom einen spitzen Winkel zum anderen, tauschen Gegenkathete und Ankathete ihre Rollen. Die Hypotenuse bleibt dieselbe.

Definition

Hypotenuse und Katheten

Im rechtwinkligen Dreieck liegt die Hypotenuse dem rechten Winkel gegenüber. Die beiden anderen Seiten sind die Katheten: Die Gegenkathete liegt dem betrachteten Winkel gegenüber, die Ankathete liegt an ihm.

Beispiel: Seiten zum Winkel \alpha benennen

  1. 1c liegt gegenüber dem rechten Winkel: Hypotenuse
  2. 2a liegt \alpha gegenüber: Gegenkathete
  3. 3b liegt an \alpha: Ankathete

Merke: Ein trigonometrischer Funktionswert ist ein Seitenverhältnis. Werden beide Seiten in derselben Einheit angegeben, hat das Verhältnis selbst keine Einheit.

Teste dich

LeichtDie Gegenkathete ist 7\,\mathrm{cm} lang, die Hypotenuse 20\,\mathrm{cm}. Welche Aussage über \sin(\alpha) stimmt?
LeichtDer rechte Winkel liegt bei C. Welche Seite ist aus Sicht von \beta die Gegenkathete?

Alles auf einen Blick

Trigonometrie

  • Rechtwinkliges Dreieck

    Sinus, Kosinus und Tangens

  • Seiten berechnen

    Verhältnis wählen und Formel umstellen

  • Winkel berechnen

    passende Umkehrfunktion verwenden

  • Allgemeines Dreieck

    Sinussatz oder Kosinussatz

  • Flächeninhalt

    zwei Seiten und eingeschlossener Winkel

  • Einheitskreis

    Sinus als y- und Kosinus als x-Koordinate

Musteraufgabe · Schritt für Schritt

Wie hoch ist ein Turm, dessen Spitze du aus 15\,\mathrm{m} Abstand unter 50^\circ siehst?

  1. 1Der Abstand zum Turm ist die Ankathete: b=15\,\mathrm{m}, Höhenwinkel \alpha=50^\circ (Augenhöhe vernachlässigt)
  2. 2Die Höhe ist die Gegenkathete: Gegenkathete und Ankathete gehören zum Tangens
  3. 3h=15\,\mathrm{m}\cdot\tan(50^\circ)\approx17{,}88\,\mathrm{m}
  4. 4Die Sichtlinie zur Spitze ist die Hypotenuse: c=\frac{15\,\mathrm{m}}{\cos(50^\circ)}\approx23{,}34\,\mathrm{m}
  5. 5Probe mit Pythagoras: \sqrt{17{,}88^2+15^2}\approx23{,}34, das passt zur Sichtlinie

Fehler finden

Ankathete gesucht: c=8\,\mathrm{cm}, \alpha=40^\circ In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.

Lückentext

Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.

Die Hypotenuse liegt dem Winkel gegenüber. Der Sinus ist Gegenkathete durch . Kennst du zwei Seiten und den eingeschlossenen Winkel, hilft der .

Karteikasten

Erst selbst überlegen, dann umdrehen.

Übung mit Feedback

Abschluss-Check: Trigonometrie

LeichtWelche Angabe entscheidet, welche Seite die Hypotenuse ist?
MittelZu \alpha sind die Ankathete und die Hypotenuse bekannt. Welche Funktion verwendest du?
SchwerDu kennst in einem allgemeinen Dreieck alle drei Seiten und suchst einen Winkel. Welcher Ansatz ist geeignet?

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