Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Trygonometria

Trygonometria w zadaniach praktycznychPodstawa

Stosuj trygonometrię do wysokości, odległości, nachyleń i pomiarów terenowych. Buduj model z trójkąta prostokątnego i oceniaj sens wyniku.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


W zadaniach praktycznych trygonometria zamienia kąt i mierzalną odległość na wysokość lub inną niedostępną długość. Najważniejsze jest poprawne narysowanie trójkąta i wskazanie, co oznaczają jego boki.

Pojęcia, od których zaczynamy

Zadanie praktyczne najpierw zamieniamy na rysunek. Pionowy obiekt i poziomy teren tworzą kąt prosty. Odcinek ukośny, na przykład linia wzroku lub drabina, jest wtedy przeciwprostokątną. Nie wolno traktować go jak odległości poziomej.

Kąt wzniesienia mierzymy od poziomu do kierunku patrzenia w górę. Kąt obniżenia mierzymy od poziomu w dół. Litera \(d\) oznacza odległość poziomą, a \(h\) różnicę wysokości. Z definicji tangensa \(\tan\alpha=\frac hd\), więc \(h=d\tan\alpha\). Jeśli znana jest długość ukośna \(l\), korzystamy zamiast tego z \(h=l\sin\alpha\) oraz \(d=l\cos\alpha\).

Zasady i wzory

Jeśli obserwator stoi w odległości poziomej \(d\) od obiektu i widzi jego szczyt pod kątem \(\alpha\) względem poziomu, różnica wysokości wynosi \(h=d\tan\alpha\).

  • Rozdziel wysokość obiektu od wysokości oczu lub przyrządu.
  • Ustal, czy podana odległość jest pozioma.
  • W kalkulatorze użyj stopni.
  • Zaokrąglaj zgodnie z dokładnością danych i podaj jednostkę.
\[h=d\tan\alpha\]

Jeśli pomiar wykonano z wysokości \(h_0\), całkowita wysokość obiektu może wynosić \(H=h+h_0\).

Jak czytać rysunek?

Pomiar z poziomu przyrząduTangens wyznacza różnicę wysokości h ponad poziomem przyrządu. Do pełnej wysokości dodajemy h zero.Pomiar z poziomu przyrządud — odległość poziomalinia obserwacjiαhh₀h₀przyrządH = h + h₀ (wspólny poziom gruntu)

Linia pozioma biegnie przez przyrząd, nie przez jego podstawę. Wynik z tangensa opisuje część obiektu powyżej przyrządu. Jeśli przyrząd jest \(h_0\) nad ziemią, a obiekt stoi na tym samym poziomym terenie, pełna wysokość wynosi \(H=h+h_0\). Dla różnicy \(12\) m i wysokości przyrządu \(1{,}5\) m otrzymujemy \(H=13{,}5\) m.

Przykład krok po kroku

Z odległości poziomej 40 m kąt wzniesienia do szczytu wynosi \(35^\circ\). Obserwator i podstawa obiektu są na tym samym poziomie gruntu. Przyjmij \(\tan35^\circ\approx0{,}7002\).

Co musi pokazywać szkic? Odległość pozioma i szukana różnica wysokości są przyprostokątnymi, a linia obserwacji przeciwprostokątną. Tangens łączy obie przyprostokątne. Jeśli kąt mierzono z poziomu oczu, wynik opisuje wysokość ponad oczami; do pełnej wysokości obiektu trzeba dodać wysokość obserwatora podaną w zadaniu.

  1. Zapisz tangens.\(\tan35^\circ=\frac h{40}\)
  2. Wyznacz wysokość.\(h=40\tan35^\circ\)
  3. Oblicz przybliżenie.\(h\approx28{,}0\text{ m}\)

Typowy błąd

Jeśli przyrząd znajduje się nad ziemią, wynik z tangensa jest tylko różnicą wysokości.

\(H=d\tan\alpha\) zawsze jako pełna wysokość.Czasem trzeba dodać wysokość obserwacji.
\(H=d\tan\alpha+h_0\) przy przyrządzie na wysokości \(h_0\).

Dodatkowy przykład i kontrola

Sprawdź, od jakiej linii zmierzono kąt i czy odległość jest pozioma. Drabina długości \(10\) m ustawiona pod kątem \(60^\circ\) do poziomu sięga na \(10\sin60^\circ=5\sqrt3\) m. Jej dolny koniec jest \(10\cos60^\circ=5\) m od ściany.

Nachylenie procentowe w szkolnym modelu to \(\frac hd\cdot100\%\). Wzrost o \(5\) m na \(20\) m poziomo daje \(25\%\), a nie kąt \(25^\circ\). Przybliżenia zapisuj ze znakiem \(\approx\); korzystaj z wartości funkcji podanej w zadaniu albo z tablic.

Najczęstsze pytania

Od czego mierzymy kąt wzniesienia?
Od poziomej linii przechodzącej przez obserwatora do kierunku patrzenia w górę.
Kiedy dodajemy wysokość przyrządu?
Gdy szukamy pełnej wysokości obiektu, a przyrząd i podstawa obiektu stoją na tym samym poziomym terenie.

Poćwicz

ABCD

Jaką rolę pełni drabina oparta o pionową ścianę na poziomym podłożu?

ABCD

Szczyt masztu widziany z odległości poziomej 20 m pod kątem \(45^\circ\) ma różnicę wysokości:

ABCD

Droga wznosi się o 5 m na 20 m poziomo. Tangens kąta nachylenia wynosi:

ABCD

Pionowy słup rzuca cień długości 6 m na poziomy grunt. Promienie słońca tworzą z gruntem kąt \(45^\circ\). Wysokość słupa wynosi:

ABCD

Z odległości poziomej 30 m kąt wzniesienia wynosi \(30^\circ\). Różnica wysokości to:

ABCD

Przyrząd i podstawa masztu stoją na wspólnym poziomym gruncie. Przyrząd jest na wysokości 1,5 m, a obliczona różnica wysokości to 12 m. Pełna wysokość wynosi:

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)