11. Sınıf Matematik Trigonometri Konu Anlatımı


📐 Trigonometri Konu Anlatımı

Yönlü açılar, derece-radyan dönüşümleri, birim çemberde trigonometrik fonksiyonlar, sinüs ve kosinüs teoremleri, grafik çizimleri ve ters trigonometrik fonksiyonlar.

📏 Açı Kavramı ve Yönlü Açılar

Açı, başlangıç noktası aynı olan iki ışının oluşturduğu bölgedir. Trigonometride açılar genellikle bir başlangıç kenarından (pozitif x ekseni) döndürme hareketi olarak düşünülür.

Yönlü Açı

Bir açının başlangıç kenarı ve bitiş kenarı vardır. Dönme yönüne göre açı değeri değişir:

  • Pozitif yönlü açı: Saat yönünün tersine yapılan dönme. Değeri pozitiftir. Örn: +90°, +180°
  • Negatif yönlü açı: Saat yönünde yapılan dönme. Değeri negatiftir. Örn: −90°, −270°

Tam dönme: Başlangıç kenarından başlayıp tekrar başlangıç kenarına dönmek = 360° (derece) = 2π (radyan).

🔢 Derece Ölçü Birimi

Günlük hayatta en yaygın kullanılan açı ölçü birimidir. Tam bir dönme 360° (360 derece) olarak tanımlanır.

Alt Birimleri

Birim Simge Dönüşüm
Derece ° 1 tam dönme = 360°
Dakika (açı dakikası) 1° = 60′
Saniye (açı saniyesi) 1′ = 60″ → 1° = 3600″

Özel Açılar (Derece)

  • Dik açı: 90° (çeyrek dönme)
  • Doğru açı: 180° (yarım dönme)
  • Tam açı: 360° (tam dönme)
  • Dar açı: 0° ile 90° arasında
  • Geniş açı: 90° ile 180° arasında

Derece-Dakika-Saniye Dönüşüm Örnekleri

Örnek 1: 45,75° değerini derece-dakika-saniye cinsinden yazınız.

Çözüm:
• Tam kısım: 45°
• Ondalık kısım: 0,75° → 0,75 × 60 = 45′
• Sonuç: 45° 45′ 0″

Örnek 2: 32° 15′ 36″ değerini ondalık dereceye çeviriniz.

Çözüm:
• 15′ = 15/60 = 0,25°
• 36″ = 36/3600 = 0,01°
• Toplam: 32 + 0,25 + 0,01 = 32,26°

🔵 Radyan Ölçü Birimi

Radyan, trigonometride ve ileri matematikte en çok kullanılan açı ölçü birimidir. Tanımı birim çemberle doğrudan ilişkilidir.

Radyan Tanımı

Yarıçap uzunluğundaki bir yay, merkez açıyla 1 radyan oluşturur. Başka bir deyişle:

Yay uzunluğu = Yarıçap ⟹ Açı = 1 radyan

Birim çemberin (yarıçapı 1 olan çember) çevresi olduğundan:

  • Tam dönme = 2π radyan = 360°
  • Yarım dönme = π radyan = 180°
  • Çeyrek dönme = π/2 radyan = 90°

Temel Radyan-Derece Eşlikleri

Derece Radyan Derece Radyan
0 180° π
30° π/6 210° 7π/6
45° π/4 240° 4π/3
60° π/3 270° 3π/2
90° π/2 300° 5π/3
120° 2π/3 315° 7π/4
150° 5π/6 360°

🔄 Derece ↔ Radyan Dönüşüm Formülleri

Temel eşitlik: 180° = π radyan. Bu eşitlikten iki dönüşüm formülü çıkar:

Dereceden Radyana: Radyan = Derece × π / 180

Radyandan Dereceye: Derece = Radyan × 180 / π

Dönüşüm Örnekleri

Örnek 1: 150° kaç radyandır?

Çözüm: 150 × π/180 = 150π/180 = 5π/6 radyan

Örnek 2: 2π/3 radyan kaç derecedir?

Çözüm: (2π/3) × 180/π = 360/3 = 120°

Örnek 3: 75° kaç radyandır?

Çözüm: 75 × π/180 = 75π/180 = 5π/12 radyan

Örnek 4: 3 radyan yaklaşık kaç derecedir?

Çözüm: 3 × 180/π ≈ 3 × 57,3 ≈ 171,9°
(1 radyan ≈ 57,3° olduğunu hatırlayalım)

🎯 Esas Ölçü (Ana Ölçü) Kavramı

Bir açının esas ölçüsü, o açıyla aynı konumda olan ve belirli bir aralıkta bulunan tek açıdır.

Derece İçin Esas Ölçü

0° ≤ Esas ölçü < 360°

Yani esas ölçü, 0° ile 360° arasındadır (0 dâhil, 360 hariç).

Bulma yöntemi: Açıyı 360’a böl, kalanı al.

Radyan İçin Esas Ölçü

0 ≤ Esas ölçü < 2π

Bulma yöntemi: Açıyı 2π’ye böl, kalanı al.

Esas Ölçü Örnekleri

Örnek 1: 850° açısının esas ölçüsünü bulunuz.

Çözüm: 850 ÷ 360 = 2 kalan 130
Esas ölçü = 130°

Örnek 2: −200° açısının esas ölçüsünü bulunuz.

Çözüm: Negatif açılarda 360’ın katlarını ekleriz:
−200 + 360 = 160°
(0 ile 360 arasında olduğu için esas ölçümüz 160°)

Örnek 3: −1000° açısının esas ölçüsünü bulunuz.

Çözüm: −1000 + 3×360 = −1000 + 1080 = 80
0 ≤ 80 < 360 olduğundan esas ölçü = 80°

Örnek 4: 11π/3 radyanın esas ölçüsünü bulunuz.

Çözüm: 11π/3 ÷ 2π = 11/6 = 1 kalan 5/6
11π/3 − 1×2π = 11π/3 − 6π/3 = 5π/3
Esas ölçü = 5π/3 radyan (= 300°)

Örnek 5: −7π/4 radyanın esas ölçüsünü bulunuz.

Çözüm: −7π/4 + 2π = −7π/4 + 8π/4 = π/4
Esas ölçü = π/4 radyan (= 45°)

⭕ Birim Çember ve Trigonometrik Fonksiyonlar

Birim çember, merkezi orijinde ve yarıçapı 1 birim olan çemberdir. Birim çember üzerindeki bir P noktasının koordinatları doğrudan trigonometrik fonksiyonları tanımlar.

Trigonometrik Fonksiyonların Tanımı

α açısının bitiş kenarının birim çemberi kestiği noktanın koordinatları P(x, y) olsun:

cos α = x (apsisi)

sin α = y (ordinatı)

tan α = y/x = sin α / cos α (cos α ≠ 0)

cot α = x/y = cos α / sin α (sin α ≠ 0)

Birim çemberde yarıçap 1 olduğundan, x² + y² = 1 bağıntısı her zaman geçerlidir. Bu da en temel trigonometrik özdeşliği verir:

sin²α + cos²α = 1

Özel Açıların Trigonometrik Değerleri

Bu tablo mutlaka ezberlenmelidir:

α 0° (0) 30° (π/6) 45° (π/4) 60° (π/3) 90° (π/2)
sin α 0 1/2 √2/2 √3/2 1
cos α 1 √3/2 √2/2 1/2 0
tan α 0 √3/3 1 √3 Tanımsız
cot α Tanımsız √3 1 √3/3 0

Ezber kolaylığı: sin değerleri 0°’den 90°’ye doğru √0/2, √1/2, √2/2, √3/2, √4/2 şeklinde artar. cos değerleri bunun tam tersidir.

Dört Bölgede İşaretler

Bölge Derece sin cos tan cot
I. Bölge 0° – 90° + + + +
II. Bölge 90° – 180° +
III. Bölge 180° – 270° + +
IV. Bölge 270° – 360° +

Hatırlama: I. bölgede hepsi (+), II. bölgede sadece sin (+), III. bölgede sadece tan ve cot (+), IV. bölgede sadece cos (+).

Temel Trigonometrik Özdeşlikler

  • Pisagor özdeşliği: sin²α + cos²α = 1
  • Tanjant-kotanjant: tan α × cot α = 1
  • Tanjant ifadesi: tan α = sin α / cos α
  • Kotanjant ifadesi: cot α = cos α / sin α
  • 1 + tan²α = 1/cos²α (sec²α)
  • 1 + cot²α = 1/sin²α (csc²α)

Birim Çember Örnekleri

Örnek 1: sin α = 3/5 ve α II. bölge açısı ise cos α, tan α ve cot α değerlerini bulunuz.

Çözüm:
• sin²α + cos²α = 1 → (3/5)² + cos²α = 1 → cos²α = 1 − 9/25 = 16/25
• cos α = ±4/5 → II. bölgede cos negatif → cos α = −4/5
• tan α = sin α / cos α = (3/5) / (−4/5) = −3/4
• cot α = 1/tan α = −4/3

Örnek 2: 210° açısının sinüs ve kosinüs değerlerini bulunuz.

Çözüm:
• 210° = 180° + 30° → III. bölgede, referans açı 30°
• III. bölgede sin ve cos negatif
• sin 210° = −sin 30° = −1/2
• cos 210° = −cos 30° = −√3/2

Örnek 3: tan α = 2 ve α III. bölgede ise sin α değerini bulunuz.

Çözüm:
• 1 + tan²α = 1/cos²α → 1 + 4 = 1/cos²α → cos²α = 1/5
• III. bölgede cos negatif → cos α = −1/√5
• sin α = tan α × cos α = 2 × (−1/√5) = −2/√5 = −2√5/5

🧮 Koterminal Açılar ve Yay Uzunluğu

Koterminal (Eş Konumlu) Açılar

Bitiş kenarları aynı konumda olan açılara koterminal açılar denir. İki açı koterminaldir ancak ve ancak farkları 360°’nin (veya 2π’nin) katıysa.

α ve β koterminal ⟺ α − β = k × 360° (k ∈ Z)

Örnek: 200° ve 920° açıları koterminal midir?

Çözüm: 920 − 200 = 720 = 2 × 360 ✓ → Evet, koterminaldirler.

Yay Uzunluğu ve Daire Dilimi

Radyan ölçüsünün en büyük avantajı, yay uzunluğu ve daire dilimi hesaplamalarını kolaylaştırmasıdır.

Yay uzunluğu: ℓ = r × θ (θ radyan cinsinden)

Daire dilimi alanı: A = ½ × r² × θ

Örnek: Yarıçapı 6 cm olan bir çemberde merkez açısı 2π/3 radyan olan yayın uzunluğunu ve daire diliminin alanını bulunuz.

Çözüm:
• Yay uzunluğu: ℓ = 6 × 2π/3 = 4π cm ≈ 12,57 cm
• Daire dilimi alanı: A = ½ × 36 × 2π/3 = 12π cm² ≈ 37,7 cm²

📏 Kosinüs Teoremi

Kosinüs teoremi, bir üçgenin herhangi bir kenarının karesini diğer iki kenar ve aralarındaki açı cinsinden ifade eder. Pisagor teoreminin genelleştirilmiş hâlidir.

Formül

ABC üçgeninde kenarlar a, b, c ve karşı açıları A, B, C olsun:

a² = b² + c² − 2bc · cos A

b² = a² + c² − 2ac · cos B

c² = a² + b² − 2ab · cos C

Not: A = 90° olduğunda cos 90° = 0 olur ve formül a² = b² + c² yani Pisagor teoremine dönüşür.

Kullanım Alanları

  • İki kenar ve aralarındaki açı verildiğinde → üçüncü kenar bulunur
  • Üç kenar verildiğinde → herhangi bir açı bulunur (cos A = (b²+c²−a²) / 2bc)

Kosinüs Teoremi Örnekleri

Örnek 1: ABC üçgeninde b = 5, c = 7 ve A = 60° ise a kenarını bulunuz.

Çözüm:
• a² = b² + c² − 2bc · cos A
• a² = 25 + 49 − 2(5)(7) · cos 60°
• a² = 74 − 70 × (1/2) = 74 − 35 = 39
a = √39

Örnek 2: Kenarları a = 8, b = 5, c = 7 olan üçgende A açısını bulunuz.

Çözüm:
• cos A = (b² + c² − a²) / (2bc)
• cos A = (25 + 49 − 64) / (2 × 5 × 7)
• cos A = 10/70 = 1/7
A = arccos(1/7) ≈ 81,8°

Örnek 3: Bir paralelkenarın kenarları 6 cm ve 10 cm, aralarındaki açı 120° ise büyük köşegenin uzunluğunu bulunuz.

Çözüm:
• Büyük köşegen, 120° açının karşısındadır
• d² = 6² + 10² − 2(6)(10) · cos 120°
• d² = 36 + 100 − 120 × (−1/2) = 136 + 60 = 196
d = 14 cm

📐 Sinüs Teoremi

Sinüs teoremi, bir üçgenin kenarlarıyla karşı açıların sinüsleri arasında oran ilişkisi kurar.

Formül

a / sin A = b / sin B = c / sin C = 2R

Burada R, üçgenin çevrel çemberinin yarıçapıdır.

Kullanım Alanları

  • İki açı ve bir kenar verildiğinde → diğer kenarlar bulunur
  • İki kenar ve karşı açılardan biri verildiğinde → diğer açı bulunur
  • Çevrel çember yarıçapı (R) hesaplanabilir

Üçgen Alan Formülü (Sinüs ile)

Sinüs teoreminden türetilen kullanışlı alan formülü:

Alan = ½ × a × b × sin C

İki kenar ve aralarındaki açı bilindiğinde alan doğrudan hesaplanır.

Sinüs Teoremi Örnekleri

Örnek 1: ABC üçgeninde A = 30°, B = 45° ve a = 8 ise b kenarını bulunuz.

Çözüm:
• a / sin A = b / sin B
• 8 / sin 30° = b / sin 45°
• 8 / (1/2) = b / (√2/2)
• 16 = b / (√2/2) → b = 16 × √2/2 = 8√2

Örnek 2: ABC üçgeninde a = 10, A = 60° ise çevrel çember yarıçapını bulunuz.

Çözüm:
• a / sin A = 2R
• 10 / sin 60° = 2R
• 10 / (√3/2) = 2R → 20/√3 = 2R
R = 10/√3 = 10√3/3

Örnek 3: İki kenarı 6 cm ve 8 cm, aralarındaki açı 150° olan üçgenin alanını bulunuz.

Çözüm:
• Alan = ½ × a × b × sin C
• Alan = ½ × 6 × 8 × sin 150°
• Alan = 24 × (1/2) = 12 cm²

📊 Trigonometrik Fonksiyon Grafikleri

Trigonometrik fonksiyonlar periyodik fonksiyonlardır; grafikleri belirli aralıklarla kendini tekrar eder.

y = sin x Grafiği

Özellik Değer
Tanım kümesi Tüm reel sayılar (ℝ)
Değer kümesi [−1, 1]
Periyot 2π (360°)
Genlik 1
Simetri Tek fonksiyon: sin(−x) = −sin x (orijine göre simetrik)
Sıfır noktaları x = kπ (k ∈ Z): 0, ±π, ±2π, …
Maksimum x = π/2 + 2kπ’de y = 1
Minimum x = 3π/2 + 2kπ’de y = −1

y = cos x Grafiği

Özellik Değer
Tanım kümesi Tüm reel sayılar (ℝ)
Değer kümesi [−1, 1]
Periyot 2π (360°)
Genlik 1
Simetri Çift fonksiyon: cos(−x) = cos x (y eksenine göre simetrik)
Sıfır noktaları x = π/2 + kπ (k ∈ Z)
Maksimum x = 2kπ’de y = 1
Minimum x = π + 2kπ’de y = −1

İlişki: cos x = sin(x + π/2). Yani kosinüs grafiği, sinüs grafiğinin π/2 sola kaydırılmış hâlidir.

y = tan x Grafiği

Özellik Değer
Tanım kümesi ℝ \ {π/2 + kπ : k ∈ Z}
Değer kümesi Tüm reel sayılar (ℝ)
Periyot π (180°)
Simetri Tek fonksiyon: tan(−x) = −tan x
Asimptotlar x = π/2 + kπ noktalarında düşey asimptot
Sıfır noktaları x = kπ (k ∈ Z)

Grafik şekli: Her π aralığında −∞’dan +∞’ya doğru artan, S şeklinde eğriler. Asimptotlar arasında kesintisiz artan bir fonksiyon.

Grafik Dönüşümleri

y = A · sin(Bx + C) + D fonksiyonunda:

Parametre Etki Formül
A (genlik) Dikey gerilme/sıkışma Genlik = |A|
B (frekans) Yatay sıkışma/gerilme Periyot = 2π/|B|
C (faz kayması) Yatay kaydırma Sola −C/B kadar kayar
D (dikey kayma) Dikey kaydırma Yukarı D birim kayar

Örnek: y = 3sin(2x − π/3) + 1 fonksiyonunun genliğini, periyodunu ve faz kaymasını belirleyiniz.

Çözüm:
• A = 3 → Genlik = 3, değer kümesi [1−3, 1+3] = [−2, 4]
• B = 2 → Periyot = 2π/2 = π
• C = −π/3 → Faz kayması = −(−π/3)/2 = π/6 sağa
• D = 1 → Grafik 1 birim yukarı kayar

🔄 Ters Trigonometrik Fonksiyonlar

Trigonometrik fonksiyonlar periyodik olduğu için bire bir değildir ve doğrudan ters fonksiyonları tanımlanamaz. Ancak tanım kümelerini kısıtlayarak bire bir hâle getirip ters fonksiyon tanımlanır.

y = arcsin x (sin⁻¹ x)

Tanım: y = arcsin x demek, sin y = x ve −π/2 ≤ y ≤ π/2 demektir.

Özellik arcsin x
Tanım kümesi [−1, 1]
Değer kümesi [−π/2, π/2]
Simetri Tek fonksiyon: arcsin(−x) = −arcsin x

y = arccos x (cos⁻¹ x)

Tanım: y = arccos x demek, cos y = x ve 0 ≤ y ≤ π demektir.

Özellik arccos x
Tanım kümesi [−1, 1]
Değer kümesi [0, π]
Özel ilişki arcsin x + arccos x = π/2

y = arctan x (tan⁻¹ x)

Tanım: y = arctan x demek, tan y = x ve −π/2 < y < π/2 demektir.

Özellik arctan x
Tanım kümesi Tüm reel sayılar (ℝ)
Değer kümesi (−π/2, π/2)
Simetri Tek fonksiyon: arctan(−x) = −arctan x
Asimptotlar y = −π/2 ve y = π/2 yatay asimptotlar

Ters Trigonometrik Fonksiyon Örnekleri

Örnek 1: arcsin(1/2) değerini bulunuz.

Çözüm: sin y = 1/2 ve −π/2 ≤ y ≤ π/2 koşulunu sağlayan y:
sin 30° = sin(π/6) = 1/2 → arcsin(1/2) = π/6 = 30°

Örnek 2: arccos(−√3/2) değerini bulunuz.

Çözüm: cos y = −√3/2 ve 0 ≤ y ≤ π koşulunu sağlayan y:
cos 150° = cos(5π/6) = −√3/2 → arccos(−√3/2) = 5π/6 = 150°

Örnek 3: arctan(1) + arctan(−√3) ifadesinin değerini bulunuz.

Çözüm:
• arctan(1) = π/4 (çünkü tan 45° = 1)
• arctan(−√3) = −π/3 (çünkü tan(−60°) = −√3)
• Toplam: π/4 + (−π/3) = 3π/12 − 4π/12 = −π/12

Örnek 4: sin(arccos(3/5)) değerini bulunuz.

Çözüm:
• θ = arccos(3/5) olsun → cos θ = 3/5 ve 0 ≤ θ ≤ π
• sin²θ + cos²θ = 1 → sin²θ = 1 − 9/25 = 16/25
• θ ∈ [0, π] olduğundan sin θ ≥ 0 → sin θ = 4/5
sin(arccos(3/5)) = 4/5

⚠️ Sınavda Dikkat Edilecek Noktalar

  • Radyan/Derece karışıklığı: π radyan = 180°, π° ≈ 3,14° → çok farklı! “π” gördüğünde radyan, “°” gördüğünde derece.
  • Esas ölçü negatif çıkarsa: 360° (veya 2π) ekle.
  • Yay formülünde: ℓ = r × θ formülünde θ mutlaka radyan olmalı!
  • Kosinüs teoreminde işaret: cos A negatif olabilir (geniş açılarda). Bu durumda −2bc·cos A pozitif olur, a² büyür.
  • Sinüs teoreminde belirsizlik: İki kenar ve karşı açı verildiğinde iki çözüm olabilir (belirsiz durum). Açının geniş mi dar mı olduğunu kontrol et.
  • Ters fonksiyonlarda: arcsin ve arctan tek fonksiyon, arccos değil. arcsin(−x) = −arcsin(x) ama arccos(−x) = π − arccos(x).
  • Grafik soruları: Periyot = 2π/|B|, genlik = |A|. B arttıkça grafik sıkışır, A arttıkça grafik dikey uzar.
  • Özdeşlik kontrolü: Her sonucu sin²α + cos²α = 1 ile doğrula.

✏️ Pratik Sorular

Soru 1: 225° açısını radyan cinsinden ifade ediniz.

Cevap: 225 × π/180 = 225π/180 = 5π/4 radyan

Soru 2: −530° açısının esas ölçüsünü bulunuz.

Cevap: −530 + 2×360 = −530 + 720 = 190°

Soru 3: cos α = −3/5 ve α III. bölge açısı ise sin α değerini bulunuz.

Cevap: sin²α = 1 − 9/25 = 16/25, III. bölgede sin negatif → sin α = −4/5

Soru 4: ABC üçgeninde a = 7, b = 5, C = 120° ise c kenarını bulunuz.

Cevap: c² = 49 + 25 − 2(7)(5)cos 120° = 74 − 70(−1/2) = 74 + 35 = 109 → c = √109

Soru 5: ABC üçgeninde A = 45°, B = 75° ve a = 10 ise b kenarını bulunuz.

Cevap: a/sin A = b/sin B → 10/sin 45° = b/sin 75°
sin 75° = sin(45°+30°) = (√6+√2)/4
b = 10 × sin 75° / sin 45° = 10 × [(√6+√2)/4] / [√2/2] = 10 × (√6+√2)/(2√2) = 5(√3+1)

Soru 6: y = 2sin(3x − π/2) fonksiyonunun periyodunu ve genliğini bulunuz.

Cevap: A = 2 → Genlik = 2
B = 3 → Periyot = 2π/3 ≈ 120°
Değer kümesi: [−2, 2]

Soru 7: arcsin(√2/2) + arccos(0) değerini bulunuz.

Cevap: arcsin(√2/2) = π/4 (sin 45° = √2/2)
arccos(0) = π/2 (cos 90° = 0)
Toplam: π/4 + π/2 = 3π/4

Soru 8: İki kenarı 8 cm ve 12 cm, aralarındaki açı 30° olan üçgenin alanı kaç cm²’dir?

Cevap: Alan = ½ × 8 × 12 × sin 30° = ½ × 96 × 1/2 = 24 cm²

📋 Konu Özeti

  • Yönlü açı: Saat yönü tersine (+), saat yönünde (−). Tam dönme = 360° = 2π rad.
  • Dönüşüm: 180° = π rad. Derece→Radyan: ×π/180. Radyan→Derece: ×180/π.
  • Esas ölçü: 0° ≤ α < 360° aralığında. Negatifse 360° ekle, büyükse 360° çıkar.
  • Birim çember: cos α = x, sin α = y. sin²α + cos²α = 1.
  • Özel açılar: 30°-45°-60° üçgenleri → sin ve cos değerleri ezberle.
  • Bölge işaretleri: I→hepsi(+), II→sin(+), III→tan/cot(+), IV→cos(+).
  • Kosinüs teoremi: a² = b² + c² − 2bc·cos A (üç kenar veya iki kenar + ara açı).
  • Sinüs teoremi: a/sin A = b/sin B = c/sin C = 2R.
  • Alan: S = ½ab·sin C (iki kenar + ara açı ile).
  • Grafikler: sin/cos periyodu 2π, tan periyodu π. Genlik = |A|, periyot = 2π/|B|.
  • Ters fonksiyonlar: arcsin: [−1,1]→[−π/2,π/2], arccos: [−1,1]→[0,π], arctan: ℝ→(−π/2,π/2).

📝 Konuyu öğrendin mi? Şimdi kendini test et!

Teste Başla →


Beğendiniz mi? Arkadaşlarınızla Paylaşın!

0

0 Yorum

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir