Trigonometrik Toplam ve Fark Formülleri
AYT10 dakikalık okuma görüntülenme
Trigonometrik toplam ve fark formülleri, iki açının toplamının ya da farkının sinüs, kosinüs ve tanjantını açıların kendi değerleriyle hesaplamayı sağlar. Bu formüller sayesinde 15, 75 ya da 105 derece gibi özel olmayan açıların tam değeri bulunur. Bu yazıda formüllerin birim çemberden ispatını, diğer formüllerin türetilmesini, değer hesaplamayı, bölgesi verilen açılarla çalışmayı, formülü tersten tanımayı, özdeşlik ispatlarını, üçgende ve iki doğru arasındaki açıda kullanımı çözümlü örneklerle ele alıyoruz.
Toplam ve fark formülleri ne işe yarar?
Bu yazıyı daha rahat anlamak için özel açıların değerlerini, birim çemberi ve temel özdeşliği biliyor olman yeterli.
Temel bilgiler için Birim Çember Konu Anlatımı ve Trigonometrik Özdeşlikler ve Formüller yazılarına göz at.
Özel açılar olan , ve nin değerleri ezbere bilinir. Peki ya da gibi açılar? Bu açılar özel açıların toplamı ya da farkı olarak yazılabilir: ve . Toplam ve fark formülleri, bu yazılışı değer hesabına dönüştüren araçlardır.
Kapaktaki öğrenciler mavi ve kırmızı iki açı dilimini ahşap bir disk üzerinde yan yana koyarak birleştiriyor, sonra birini diğerinden çıkararak ayırıyor. Formüller tam olarak bu iki işlemin trigonometrik karşılığıdır: birleşen açının değeri, parçaların değerlerinden hesaplanır.
Formüllerin listesi
Altı formül üç çift hâlinde öğrenilir. Her çiftte toplam ve fark formülü yalnızca işaretlerle ayrılır:
| Formül | Açılımı |
|---|---|
Sinüste işaret korunur: toplamda artı, farkta eksi.
Kosinüste işaret ters döner: toplamda eksi, farkta artı.
Kosinüs fark formülünün ispatı
Formüllerin hepsi tek bir formülden türetilebilir: kosinüs fark formülü. Birim çember üzerinde ve noktalarını düşün. Bu iki nokta arasındaki merkez açısı dir.
İki nokta arasındaki uzaklığın karesi koordinatlarla hesaplanırsa bulunur. Açılıp temel özdeşlik kullanılınca bu ifade olur.
Şimdi çemberi, noktası a gelecek biçimde döndürelim. Uzaklık değişmez; ise noktasına gelir. Bu kez uzaklığın karesi çıkar. İki sonuç eşitlenince formül elde edilir:
Diğer formüllerin türetilmesi
Kosinüs fark formülünde yerine yazılırsa, kosinüsün çift ve sinüsün tek fonksiyon olması sayesinde elde edilir.
Sinüs için tümler açı kuralı kullanılır: . Bu ifadeye kosinüs fark formülü uygulanınca çıkar. Sinüs fark formülü de yine yerine yazılarak bulunur.
Bu türetme zinciri, altı formülü ayrı ayrı ezberlemek yerine tek bir fikirden kurmayı sağlar. Sınavda bir işaret akla takılırsa zincirin bir halkasını yeniden yapmak birkaç saniye sürer.
Tanjant formülünün türetilmesi
Tanjant toplam formülü, sinüs ve kosinüs toplam formüllerinin oranından gelir. kesrinin payı ve paydası ye bölünür.
Paydaki iki terim ve ye, paydadaki terimler ise ve ye dönüşür. Sonuç formülüdür. Payda sıfır olduğunda, yani iken toplam açının tanjantı tanımsızdır; bu durumda açısı nin tek katıdır.
Özel olmayan açıların sinüsü
Özel olmayan bir açının sinüsünü bulmak için açı, iki özel açının toplamı ya da farkı olarak yazılır. Genellikle , , ve açılarından ikisi yeterlidir.
ve değerleri istensin.
Toplam ve fark formülleriyle bulalım.
.
.
ile aynı çıkar; çünkü iki açı bütünlerdir ve bütünler açıların sinüsleri eşittir.
Özel olmayan açıların kosinüsü
Kosinüs hesabında formüldeki işaretin ters döndüğünü unutmamak gerekir. Toplam açının kosinüsünde iki çarpım arasına eksi, fark açısının kosinüsünde artı gelir.
ve değerleri istensin.
Toplam formülüyle bulalım.
.
.
negatif çıktı; bu beklenen bir sonuçtur, çünkü ikinci bölgededir ve orada kosinüs negatiftir. Sonucun işaretini bölgeyle karşılaştırmak hesabı denetlemenin en hızlı yoludur.
Özel olmayan açıların tanjantı
Tanjant hesabında karekökler paydada kalır; sonuç genellikle payda eşleniğiyle genişletilerek sadeleştirilir.
değeri istensin.
Tanjant toplam formülüyle bulalım.
.
Eşlenikle genişletilince olur.
ise tür; çünkü ile bütünlerdir ve bütünler açıların tanjantları ters işaretlidir. ise tür ve ile çarpımı dir; iki açı tümler olduğu için bu da beklenen sonuçtur.
Radyanla verilen açılar
Açı radyanla verildiğinde de aynı yol izlenir. radyan ye, radyan ise ye karşılık gelir. Radyanlı yazımda özel açılar , ve dir.
değeri istensin.
Değeri bulalım.
olarak yazılır.
olur.
Verilen oranlardan hesap
Sorularda açılar çoğu zaman doğrudan verilmez; bunun yerine birer trigonometrik oranları verilir. Bu durumda önce her açının eksik oranı temel özdeşlikle ya da bir dik üçgenle bulunur, sonra formül uygulanır.
ve dar açılar, ve olsun.
ve değerlerini bulalım.
Eksik oranlar: ve . .
olur.
Kosinüsün negatif çıkması, toplamının den büyük olduğunu gösterir. Aynı veriyle ve bulunur; sinüsün negatif olması da nin dan büyük olduğunu anlatır.
Bölgesi verilen açılar
Açılardan biri ikinci, üçüncü ya da dördüncü bölgedeyse eksik oranın işareti bölgeden seçilir. Karekök alınırken işaret atlanırsa formül doğru uygulansa bile sonuç yanlış çıkar.
ikinci bölgede ve ; dar açı ve olsun.
değerini bulalım.
İkinci bölgede kosinüs negatiftir: . Ayrıca .
olur.
Formülü tersten tanımak
Sınav sorularının önemli bir kısmında formül açılmış hâlde verilir ve toplu hâline getirilmesi beklenir. biçimini gören öğrenci bunun olduğunu tanımalıdır.
ve ifadeleri verilsin.
İfadelerin değerini bulalım.
Birincisi sinüs toplam formülüdür: .
İkincisi kosinüs fark formülüdür: .
Tanımanın ipucu çarpımların düzenidir: sinüs formüllerinde her çarpımda bir sinüs ve bir kosinüs bulunur; kosinüs formüllerinde ise çarpımlardan biri iki kosinüsten, diğeri iki sinüsten oluşur.
Tanjant formülünü tersten tanımak
Tanjant toplam formülünün biçimi de tanınmalıdır: payda iki tanjantın toplamı, paydada eksi aynı tanjantların çarpımı varsa ifade toplam açının tanjantıdır.
ifadesi verilsin.
İfadenin değerini bulalım.
İfade biçimindedir.
olur.
Bu sonuçtan ilginç bir kural çıkar: toplamı olan iki açı için dir. Formüldeki eşitlik biçiminde yazılıp iki tarafa eklenince bu çarpım elde edilir. Örneğin olur.
Tanjantlardan açı bulmak
İki açının tanjantı biliniyorsa toplamlarının tanjantı hesaplanır ve sonuç bir özel açıya karşılık geliyorsa toplam açı bulunur. Açıların aralığı mutlaka hesaba katılmalıdır.
ve dar açılar, ve olsun.
toplamını bulalım.
.
İki dar açının toplamı ile arasındadır ve tanjantı olan tek açı dir.
Tümler açılarda tanjant çarpımı
Toplamı olan iki açının toplamının tanjantı tanımsızdır. Formülde paydanın sıfır olması gerektiği için , yani olur. Bu sonuç, tümler açıların tanjantlarının birbirinin çarpmaya göre tersi olduğunu söyler.
çarpımı verilsin.
Çarpımın değerini bulalım.
Çarpanlar tümler çiftler hâlinde gruplanır: .
Her parantez e eşittir; çarpım olur.
Bütünler ve tümler kuralları
Birim çemberden bilinen indirgeme kuralları aslında toplam ve fark formüllerinin özel hâlleridir. Açılardan biri ya da olduğunda sinüs ve kosinüsü ya da olduğu için formülün bir terimi düşer.
ve ifadeleri verilsin.
Formüllerle sadeleştirelim.
.
.
Toplam ve farkın çarpımı
Toplam ve fark formülleri birlikte kullanılınca kısa ve kullanışlı özdeşlikler ortaya çıkar. Bunlardan en bilineni, sinüs toplamı ile sinüs farkının çarpımıdır.
eşitliği verilsin.
Eşitliğin özdeşlik olduğunu gösterelim.
Sol taraf iki kare farkı biçimindedir: .
ve yazılınca çarpımlı terimler sadeleşir ve kalır.
Benzer yolla özdeşliği de gösterilir. Örneğin olur.
İki terimi tek sinüse çevirmek
biçimindeki bir ifade, sinüs toplam formülü tersten okunarak tek bir sinüs olarak yazılabilir. Önce ifade parantezine alınır, sonra katsayılar bir açının kosinüsü ve sinüsü olarak tanınır.
ifadesi verilsin.
İfadeyi tek bir sinüs olarak yazalım.
: ifade olur.
ve olduğundan ifade olur.
Bu yazılış ifadenin alabileceği değerleri de hemen gösterir: sinüs ile arasında kaldığı için en fazla , en az olur.
Fark biçimini tek sinüse çevirmek
Katsayılardan biri negatif olduğunda aynı yöntem sinüs fark formülüyle uygulanır. Katsayıların karelerinin toplamının karekökü parantez dışına alınır ve içeride kalan sayılar bir özel açının kosinüsü ve sinüsü olarak okunur.
ifadesi verilsin.
İfadeyi tek bir sinüs olarak yazalım ve değer aralığını bulalım.
: ifade olur.
olduğundan ifade olur ve ile arasında değer alır.
Formülle denklem çözmek
Denklemde açılmış bir toplam formülü görülüyorsa önce toplu hâle getirilir; sonra tek bir trigonometrik denklem çözülür.
aralığında denklemi verilsin.
Denklemi çözelim.
Sol taraf tir; denklem olur.
, yani bulunur.
Trigonometrik denklem çözme yöntemlerinin tamamı için Trigonometrik Denklemler Nasıl Çözülür? yazısına bakabilirsin.
Üçgende toplam formülü
Bir üçgenin iç açıları toplamı olduğu için dir. Bütünler açı kuralıyla ve olur. Böylece iki açının oranları bilinen bir üçgende üçüncü açının oranları toplam formülüyle bulunur.
Bir üçgende ve dar açılar, ve olsun.
ve değerlerini bulalım.
, . .
; geniş açıdır.
İki doğru arasındaki açı
Eğimi olan bir doğru yatay eksenle tanjantı olan bir açı yapar. İki doğru arasındaki açı bu iki açının farkıdır; tanjant fark formülüyle arada kalan dar açının tanjantı bulunur:
Eğimleri ve olan iki doğru verilsin.
Doğrular arasındaki dar açıyı bulalım.
.
Doğrular arasındaki dar açı dir.
Paydanın sıfır olduğu durum, yani olması, doğruların dik kesiştiğini gösterir. Analitik geometrideki diklik koşulu bu formülün doğal bir sonucudur.
Sınavda toplam ve fark formülleri
İleri düzeyde (AYT) toplam ve fark formülleri; özel olmayan açıların değeri, oranları verilen açılarla hesap, açılmış formülü tanıma ve tanjantlardan açı bulma biçiminde karşına çıkabilir.
Formül çoğu zaman tek başına değil, bir sadeleştirme ya da denklem sorusunun içinde bir adım olarak kullanılır.
Soruda iki farklı açı ve çarpımlar görüyorsan önce toplam ya da fark formülünü tersten tanımayı dene. Açılar , ya da gibi özel açıların toplamı veya farkıysa formülü düz uygulamak doğrudan sonuca götürür.
Sık yapılan hatalar
| Hata | Doğrusu |
|---|---|
| Toplam formülü kullanılır | |
| de artı işareti | Kosinüs toplamında eksi |
| de eksi işareti | Kosinüs farkında artı |
| Tanjant paydasında işareti karıştırmak | Toplamda , farkta |
| Eksik oranın işaretini bölgeden seçmemek | Bölgeye göre işaret |
| Tanjanttan açı bulurken aralığı unutmak | Açıların aralığı kontrol edilir |
Formüldeki işaretten emin olmadığında gibi basit bir değerle kontrol et. olması gerektiği için açılımındaki işaretin eksi olduğu hemen görülür.
Hap bilgi özeti
Sinüste işaret korunur: toplamda artı, farkta eksi.
Kosinüste işaret ters döner: toplamda eksi, farkta artı.
Sık sorulanlar
Sinüs toplam formülü nedir?
sin(a + b), sin a çarpı cos b artı cos a çarpı sin b ye eşittir. Fark formülünde artı yerine eksi gelir.
Kosinüs toplam formülünde neden eksi var?
Formül birim çemberdeki iki nokta arasındaki uzaklıktan türetilir ve sonuçta cos a cos b eksi sin a sin b çıkar. a ve b 45 derece alınarak cos 90 derecenin 0 olduğu kontrol edilebilir.
sin 15 derece kaçtır?
sin 15 derece, sin(45 eksi 30) olarak yazılır ve kök 6 eksi kök 2 bölü 4 bulunur.
tan 75 derece kaçtır?
Tanjant toplam formülüyle 2 artı kök 3 bulunur.
Toplam formülü tersten nasıl tanınır?
Her çarpımda bir sinüs ve bir kosinüs varsa sinüs formülü, çarpımlardan biri iki kosinüs diğeri iki sinüsse kosinüs formülüdür.
İki doğru arasındaki açı nasıl bulunur?
Eğimler m1 ve m2 ise dar açının tanjantı, m1 eksi m2 nin 1 artı m1 çarpı m2 ye bölümünün mutlak değeridir.
Kontrol listesi
0 / 10 tamamlandı
Tebrikler, bu konunun kontrol listesini tamamladın.
Bunlar da ilgini çekebilir


