İçeriğe geç
  • Matematik çözücüyü aç
  • Yapay zekâ öğretmene sor
  • AP dersi bul
  • Test oluştur
  • Hesap makinesini aç
  • Grafik hesap makinesi
  • Tüm hesaplayıcılar
  • Matematik rehberlerini oku
↑ ↓Açmak için Enter · Kapatmak için Esc
Problem çöz

Trigonometri

Belirsiz Durum Dâhil Sinüs Teoremi

Yazar MathSolver Pro Editorial Team · Yayımlanma

Sinüs teoremi, her üçgende her kenarın karşısındaki açının sinüsüne bölümünün aynı sayıyı verdiğini söyler. Onunla, iki açı ve bir kenar bilindiğinde ve biraz dikkatle iki kenar ile bunlardan birinin karşısındaki açı bilindiğinde üçgen çözülür.

Formül ve gösterimler

Üçgenin açılarını AA, BB ve CC, bunların karşısındaki kenarları ise aa, bb ve cc ile gösterin. Bir açının karşısındaki kenar, o açıya değmeyen kenardır. Bu gösterimlerle sinüs teoremi şöyle yazılır:

asin⁡A=bsin⁡B=csin⁡C=2R\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = 2R

Burada RR, üç köşeden geçen çemberin, yani çevrel çemberin yarıçapıdır. Üç kesirden aynı anda hiçbir zaman ikiden fazlası kullanılmaz: uygulamada teorem, bir kenar, onun karşısındaki açı, başka bir kenar ve onun karşısındaki açı arasındaki bir orantıdır. Teorem ters çevrilmiş biçimde, sin⁡Aa=sin⁡Bb\frac{\sin A}{a} = \frac{\sin B}{b}, olarak da yazılabilir; bu, bir açı arandığında daha kullanışlıdır.

Teorem yalnızca dik üçgenler için değil, her üçgen için geçerlidir ve genel üçgen trigonometrisine aittir. C=90∘C = 90^\circ olan bir dik üçgende, sin⁡90∘=1\sin 90^\circ = 1 olduğundan tanıdık sin⁡A=ac\sin A = \frac{a}{c} bağıntısına indirgenir.

Sinüs teoremi neden doğrudur?

CC köşesinden cc kenarına bir yükseklik indirin ve uzunluğunu hh ile gösterin. Üçgen iki dik üçgene ayrılır. AA açısını içerende hipotenüs bb'dir; bu yüzden h=bsin⁡Ah = b\sin A olur. BB açısını içerende hipotenüs aa'dır; bu yüzden h=asin⁡Bh = a\sin B olur.

İki ifade de aynı yüksekliği anlatır; demek ki bsin⁡A=asin⁡Bb\sin A = a\sin B. İki tarafı sin⁡Asin⁡B\sin A\sin B'ye bölerek asin⁡A=bsin⁡B\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} elde ederiz. Akıl yürütmeyi başka bir köşeden inen yükseklikle tekrarlayarak cc kenarını da ekleriz. AA açısı genişse yüksekliğin ayağı üçgenin dışına düşer, ama aynı eşitlikler doğru kalır, çünkü sin⁡(180∘−A)=sin⁡A\sin(180^\circ - A) = \sin A.

Aynı yükseklik bir alan formülü verir. Alan, taban ile yüksekliğin çarpımının yarısıdır; yani cc tabanı ve bsin⁡Ab\sin A yüksekliği için:

Alan=12bcsin⁡A=12acsin⁡B=12absin⁡C\text{Alan} = \tfrac{1}{2}bc\sin A = \tfrac{1}{2}ac\sin B = \tfrac{1}{2}ab\sin C

Örneğin uzunlukları 8 ve 11 olan iki kenarın 50∘50^\circ'lik bir açı oluşturduğu bir üçgenin alanı 12(8)(11)sin⁡50∘≈33.71\frac{1}{2}(8)(11)\sin 50^\circ \approx 33.71 birim karedir.

Ne zaman uygulanır: AAK ve AKA durumları

Sinüs teoremi en az bir tam çifte ihtiyaç duyar: bir kenar ve onun karşısındaki açı. İki açıyı biliyorsanız üçüncüsünü de bilirsiniz, çünkü üçgenin açılarının toplamı 180∘180^\circ'dir. Bu yüzden iki açı ve bir kenar içeren her problem sinüs teoremiyle çözülebilir. Bu durumlar AAK (açı, açı, kenar) ve AKA (açı, kenar, açı) diye gösterilir.

Örnek 1 (AAK): A=40∘A = 40^\circ, B=60∘B = 60^\circ, a=10a = 10

  1. Üçüncü açı: C=180∘−40∘−60∘=80∘C = 180^\circ - 40^\circ - 60^\circ = 80^\circ.
  2. bb'yi bulun: bsin⁡60∘=10sin⁡40∘\frac{b}{\sin 60^\circ} = \frac{10}{\sin 40^\circ}, yani b=10sin⁡60∘sin⁡40∘≈13.47b = \frac{10\sin 60^\circ}{\sin 40^\circ} \approx 13.47.
  3. cc'yi bulun: c=10sin⁡80∘sin⁡40∘≈15.32c = \frac{10\sin 80^\circ}{\sin 40^\circ} \approx 15.32.
  4. Makullük kontrolü: en büyük açı olan 80∘80^\circ, en büyük kenar olan 15,32'nin karşısındadır.

Örnek 2 (AKA): A=35∘A = 35^\circ, C=75∘C = 75^\circ, b=20b = 20

  1. Bilinen kenar, bilinen iki açının arasındadır. Önce B=180∘−35∘−75∘=70∘B = 180^\circ - 35^\circ - 75^\circ = 70^\circ açısını bulun; bu, bb, BB çiftini tamamlar.
  2. a=20sin⁡35∘sin⁡70∘≈12.21a = \frac{20\sin 35^\circ}{\sin 70^\circ} \approx 12.21.
  3. c=20sin⁡75∘sin⁡70∘≈20.56c = \frac{20\sin 75^\circ}{\sin 70^\circ} \approx 20.56.

Hesabı her zaman, hesaplayıp yuvarladığınız kenarla değil, verilen kenarla yapın. Böylece yuvarlama hataları birikmez.

Belirsiz durum (KKA)

İki kenar ve bunlardan birinin karşısındaki açı bilindiğinde veriler hiçbir üçgeni anlatmayabilir, tam olarak bir üçgeni ya da iki farklı üçgeni anlatabilir. Bunun nedeni, bir dar açının ve onun bütünlerinin aynı sinüse sahip olmasıdır; bu yüzden sin⁡B=k\sin B = k iki aday verir, BB ve 180∘−B180^\circ - B, ve ikisi de uygun olabilir.

AA açısı dar, aa onun karşısındaki kenar, bb ise bilinen diğer kenar olsun. h=bsin⁡Ah = b\sin A yüksekliğini hesaplayın. O zaman:

  • a<ha < h ise kenar tabana ulaşamayacak kadar kısadır: üçgen yoktur.
  • a=ha = h ise tabana ancak değer: bir dik üçgen vardır.
  • h<a<bh < a < b ise iki konumda durabilir: iki üçgen vardır.
  • a≥ba \ge b ise yalnızca tek bir konum uygundur: bir üçgen vardır.

AA geniş açıysa üçgen a>ba > b olduğunda vardır, aksi hâlde yoktur; çünkü geniş açının karşısındaki kenar en büyük kenar olmalıdır.

Örnek 3: A=30∘A = 30^\circ, a=6a = 6, b=10b = 10 için iki üçgen

  1. Yükseklik: h=10sin⁡30∘=5h = 10\sin 30^\circ = 5. 5<6<105 < 6 < 10 olduğundan iki üçgen beklenmelidir.
  2. sin⁡B=10sin⁡30∘6=56≈0.8333\sin B = \frac{10\sin 30^\circ}{6} = \frac{5}{6} \approx 0.8333, yani B≈56.44∘B \approx 56.44^\circ ya da B≈123.56∘B \approx 123.56^\circ.
  3. Birinci üçgen: C≈93.56∘C \approx 93.56^\circ ve c=6sin⁡Csin⁡30∘≈11.98c = \frac{6\sin C}{\sin 30^\circ} \approx 11.98.
  4. İkinci üçgen: C≈26.44∘C \approx 26.44^\circ ve c≈5.34c \approx 5.34.

Örnek 4: önce hiç üçgen yok, sonra tam olarak bir tane

  1. A=30∘A = 30^\circ, a=4a = 4, b=10b = 10 için: sin⁡B=10(0.5)4=1.25\sin B = \frac{10(0.5)}{4} = 1.25. Sinüs 1'den büyük olamaz; bu yüzden üçgen yoktur.
  2. A=30∘A = 30^\circ, a=12a = 12, b=10b = 10 için: sin⁡B=512\sin B = \frac{5}{12}, yani B≈24.62∘B \approx 24.62^\circ ya da 155.38∘155.38^\circ.
  3. 30∘+155.38∘>180∘30^\circ + 155.38^\circ > 180^\circ olduğundan ikinci seçenek elenir. Bir üçgen: C≈125.38∘C \approx 125.38^\circ, c≈19.57c \approx 19.57.

Bir arazi ölçümü problemi

Haritacılar, yürüyerek ölçülemeyen uzaklıkları bulmak için sinüs teoremini kullanır. Bir nehrin kıyısındaki PP ve QQ noktaları birbirinden 100 m uzaktadır. Karşı kıyıda bir TT ağacı vardır. PP'de kıyı ile ağaca bakış doğrusu arasındaki açı 52∘52^\circ, QQ'da ise 71∘71^\circ'dir.

Örnek 5: nehrin genişliği

  1. Ağaçtaki açı: 180∘−52∘−71∘=57∘180^\circ - 52^\circ - 71^\circ = 57^\circ; 100 m uzunluğundaki bilinen tabanın karşısında.
  2. 52∘52^\circ açısının karşısındaki, QQ'dan ağaca olan uzaklık: QT=100sin⁡52∘sin⁡57∘≈93.96QT = \frac{100\sin 52^\circ}{\sin 57^\circ} \approx 93.96 m.
  3. PP'den ağaca olan uzaklık: PT=100sin⁡71∘sin⁡57∘≈112.74PT = \frac{100\sin 71^\circ}{\sin 57^\circ} \approx 112.74 m.
  4. Genişlik, yani ağaçtan kıyıya dik uzaklık: QTsin⁡71∘≈88.84QT\sin 71^\circ \approx 88.84 m. PTsin⁡52∘PT\sin 52^\circ ile de aynı değer elde edilir; bu da bir kontroldür.

Devasa üçgen ağlarında tekrarlanan aynı nirengi fikri, uydu konumlamasından çok önce koca ülkelerin haritalarının çıkarılmasını sağladı ve bugün de uydu navigasyon alıcılarının ve mobil iletişim ağlarının konumu açılardan ve uzaklıklardan nasıl tahmin ettiğinin temelinde yatıyor.

Sinüs teoremi mi, kosinüs teoremi mi?

Verilere bakın. Bir kenarınız, onun karşısındaki açınız ve bir öğeniz daha varsa sinüs teoremini kullanın. İki kenarınız ve aralarındaki açınız (KAK) ya da üç kenarınızın hepsi (KKK) varsa tam bir çift yoktur; bu yüzden kosinüs teoremi ile başlayın. Kosinüs teoremi bir kez uygulandıktan sonra genellikle bir çift ortaya çıkar ve gerisini sinüs teoremi tamamlayabilir; ama arksinüsün belirsizliğinden kaçınmak için en büyük açıyı önce kosinüs teoremiyle bulmak daha güvenlidir.

Durum durum eksiksiz seçim yöntemini üçgen çözme rehberimizde bulabilirsiniz. Açı değerlerine gelince, birim çember neden sin⁡θ=sin⁡(180∘−θ)\sin\theta = \sin(180^\circ - \theta) olduğunu açıklar ve belirsiz durum tam da buradan doğar.

Sık yapılan hatalar

  • Bir kenarı karşısında olmadığı bir açıyla eşleştirmek. Önce etiketli bir şekil çizin.
  • KKA durumunda ikinci çözümü, 180∘−B180^\circ - B'yi unutmak.
  • Açılarının toplamı 180∘180^\circ'yi aşan ikinci bir çözümü kabul etmek.
  • Açılar derece cinsindeyken hesap makinesini radyan modunda kullanmak.
  • Ara açıları fazla yuvarlamak; bu, kenarların nihai değerlerini belirgin biçimde değiştirebilir.

Hızlı bir makullük kontrolü hataların çoğunu ortaya çıkarır: en büyük kenar en büyük açının, en küçük kenar ise en küçük açının karşısında olmalıdır. Kosinüs teoremi hesap makinesi her üçgeni üç veriden çözer ve belirsiz durumda iki çözümü de gösterir; böylece kendi hesaplarınızı kontrol edebilirsiniz.

Sıkça sorulan sorular

Sinüs teoremi dik üçgenlerde işe yarar mı?

Evet. C=90∘C = 90^\circ için sin⁡C=1\sin C = 1 olur; dolayısıyla asin⁡A=c\frac{a}{\sin A} = c elde edilir ve bu, olağan sin⁡A=ac\sin A = \frac{a}{c} tanımına dönüşür. Dik üçgende temel tanımlar genellikle daha hızlıdır, ama sinüs teoremi aynı sonuçları verir.

KKA durumu neden bazen iki üçgen verir?

0<k<10 < k < 1 için sin⁡B=k\sin B = k denklemi bir dar açı ve aynı sinüse sahip bütünler geniş açıyı verir. Bilinen açı ile geniş aday açının toplamı 180∘180^\circ'den küçük kalıyorsa iki üçgen de vardır.

Sinüs teoremindeki 2R ne anlama gelir?

Her asin⁡A\frac{a}{\sin A} oranı, üç köşeden geçen çemberin çapına eşittir. Örneğin a=10a = 10 ve A=30∘A = 30^\circ olan bir üçgen 100.5=20\frac{10}{0.5} = 20 verir; bu yüzden çevrel çemberinin yarıçapı 10'dur.

Sinüs teoremiyle bir açı bulunabilir mi?

Evet, sin⁡B=bsin⁡Aa\sin B = \frac{b\sin A}{a} eşitliğini çözüp ardından arksinüs uygulayarak. Arksinüsün yalnızca dar açılar verdiğini unutmayın; bu yüzden bütünler geniş açının da uygun olup olmadığını kontrol edin.

Problemimin hangi durum olduğunu nasıl anlarım?

Bilinen üç öğeyi üçgenin çevresi boyunca sıralandıkları düzende yazın. İki açı ve herhangi bir kenar AAK ya da AKA'dır ve sinüs teoremi problemi doğrudan çözer. İki kenar ve aralarındaki açı KAK, üç kenar ise KKK'dir; iki durum da önce kosinüs teoremini gerektirir. İki kenar ve aralarında olmayan açı KKA'dır; bu, sıfır, bir ya da iki üçgen olup olmadığını kontrol etmeniz gereken belirsiz durumdur.

MathSolver Pro Editorial Team

Editörlük ve matematiksel denetim

Editör ekibimiz her rehberi yalnızca cevabı değil, her yöntemin ardındaki akıl yürütmeyi de açıklayacak şekilde yazar. Her çözümlü örnek yayımlanmadan önce sitenin çözüm motorları ve otomatik testlerle kontrol edilir; bir yöntem ya da sınav biçimi değiştiğinde makaleler hemen güncellenir.