© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)

Pythagoras in de Eenheidscirkel.
Hiernaast staan in een eenheidscirkel voor drie hoeken α, β en γ de waarden van de bijbehorende sinus en de cosinus aangegeven.

Daar valt iets aan op......

Het zijn steeds zijden in een rechthoekige driehoek. En verder is de schuine zijde van die driehoek steeds gelijk aan 1 (de straal van de eenheidscirkel).
Als je zegt:  "rechthoekige driehoek" dan zegt elke wiskundige direct "Pythagoras". En als je naar de driehoeken hiernaast kijkt zie je dat de stelling van Pythagoras in deze driehoeken steeds het zelfde resultaat heeft:

(sinx)2 + (cosx)2 = 1

Notatieafspraak
Om veel haakjes te voorkomen schrijven  we voortaan  (sinx)2  als  sin2x en   (cosx)2 als cos2x
Dan wordt de stelling van Pythagoras in de eenheidscirkel:
sin2x + cos2x = 1
 
Toepassing in vergelijkingen.
Deze Pythagoras-vorm kun je handig gebruiken als in een opgave staat cos2x of sin2x en je wilt dat graag veranderen in sinx of cosx, zoals in het volgende voorbeeld.
   
Voorbeeld:   Los op in [0, 2π]:   sin(x) = 2cos2x - 1
sin2 x + cos2 x = 1  geeft  cos2x = 1 - sin2x  dus kun je die cos2x vervangen:
sin(x) = 2(1 - sin2 x) - 1
⇒  2sin2x + sinx - 1 = 0
Als je nu sinx = p stelt, dan staat er  2p2 + p  - 1 = 0  en dat geeft met de ABC-formule  p = 1/2 p = -1
⇒  sinx = 1/2  ∨  sinx = -1
⇒  x = 1/6π + k • 2π  ∨  x = π - 1/6π + k • 2π  ∨  x = 11/2π + k • 2π
Dat geeft de oplossingen  x = 1/6πx = 5/6πx = 11/2π.
 
 
 
OPGAVEN
     
1. a. Van een hoek α is  sinα = 3/4.  Bereken de exacte waarde van  cosα.
       
  b. Van een hoek α is  cosα = 1/6.  Bereken de exacte waarde van  tanα
       
2. a. Toon aan dat geldt     (sinx - cosx)2 = 1 + 2sinxcosx.
       
  b. Toon aan dat geldt:   (sinx - sinxcosx)(sinx + sinxcosx) = sin4x
       
3. Los algebraïsch op  in [0, 2π], geef je antwoord in twee decimalen:
       
a. cosα = 2sin2α
       
b. sinα + cos2α = 1,25.
       
  c. 2sin2α + 6cos2α = 4.
       
   
4. a. Los op in [0, 2π]:     -8sinx + 1 = -√(7 + 4sinx)  
       
  b. Los op in [0, 2π]:     5 + 2sinx = 3cos2x + 2  
       
       
5. Van de vergelijking    acos2x - 2sinx - 2 = 0  op interval [0, 2π]   is  x = 1/6π  een oplossing
Bereken algebraïsch de andere oplossing(en) van deze vergelijking.
       
       
 
     

© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)