Referans açısı nedir?
Birim çemberi dikkatli incelersek sinüsü örneğin 30^{\circ} ile aynı olan bir açı daha olduğunu görürüz. Bu açı 150^{\circ}'dir.
Grafikte oluşan üçgenleri düşünürsek aslında 150^{\circ}'nin kosinüsünün de mutlak değerce yani işareti düşünmezsek 30^{\circ} ile aynı olduğu anlaşılır. Kosinüsü aynı olan açı, yani çember üstünde x koordinatı bizim açımızla aynı olan diğer açı da 330 ya da başka bir deyişle -30 derecedir.
Aslında kosinüs ve sinüs değerleri aynı olan 4 açı var(işaret düşünmüyoruz). Çünkü birbirne tamamen eş dik üçgenler oluşmaktadır. Bunlar 30^{\circ}, 150^{\circ}, 210^{\circ} ve 330^{\circ}. Bu dört dik üçgen şekilde görülmektedir.
Demek ki 210'un trigonometrik oranlarını eğer 30'un oranlarını biliyorsam bulabiliriz. Her açının birinci bölgede, trigonometrik oranları aynı olan bir referans açısı vardır. Bunu esas ölçü ile karıştırmayalım. Bir açının esas ölçüsü o açıyla çemberde bizi aynı noktaya götürür. Referans açısında ise aynı noktada değiliz ancak çemberin simetrisinden trigonometrik oranlar aynı çıkıyor(işaret hariç).
Bu noktada bu açının nasıl bulunduğuna bakıp sonra da işaret meselesini halledeceğiz. Bir açının referans açısı kosinüs eksenine yani x eksenine uzaklığına bakılarak hesaplanır. Örneğin 210 derece 180'e 30 uzaklıkta dolayısıyla 210'un referansı 30.
Bunun ne işe yarayacağı şekilden görülmektedir. \sin 210^{\circ}=-\sin 30^{\circ} diyebiliriz. Birinci bölgede özel bazı açıların trigonometrik oranlarını bilirsek bunların diğer bölgelerdeki simetriklerinin de oranlarını biliyoruz demektir.
Örnek
160, 200, 260, 300 açılarının referans açılarını bulunuz.
Çözüm
Kosinüs eksenine uzaklığı hesaplarken 180 ya da 360'a olan uzaklığı kullanacağız. Açı hangisine daha yakın ona bakacağız. Dolayısıyla 160'ın referansı 20, 200'ün ki de 20, 260'ın 80 ve 300'ün de 60'tır.
Verilen açılara şöyle de bakabiliriz:
160=180-20 yani 180'den 20 geride
200=180+20 yani 180'den 20 ilerde
260=180+80 yani 180'den 80 ilerde
300=360-60 yani 360'tan 60'geride.
Referans açısı bulduktan sonra işaret karşılaştırması yapacağız. Örneğin bize \sin 250^{\circ} soruldu, referans açısını bulalım. 250=180+70 olduğundan referans açısı 70^{\circ}'dir. \sin 250^{\circ}= \sin 70^{\circ} yazacağız ve işaretleri aynı mı bakacağız. 250^{\circ} III. bölgede dolayısıyla sinüs negatif yani bir düzeltme yapacağız ve eşitliğimiz \sin 250^{\circ}=- \sin 70^{\circ}'e dönüşecek.
Örnek
\sin 330^{\circ} = -\sin 30^{\circ}
\sin 160^{\circ}=\sin 20^{\circ}
\tan 280^{\circ} = -\tan 80^{\circ}
\cot 260^{\circ}= \cot 80^{\circ}
Radyan cinsinden verilen açılarda referans açısı bulma
Burada işler biraz daha karışık gelebilir ancak bu da bu derece birimine alışkın olmadığımızdan. Birinci bölge dışındaki bir açının birinci bölgedeki karşılığını, onunla aynı oranlara sahip olan dar açıyı arıyoruz. Açımız \displaystyle\frac{\pi}{2}'den daha büyük olmalı ki referansı olsun yoksa zaten kendisi referans açısı olacaktır. Yani bize verilen kesrin değerinin yarımdan büyük olup olmadığına bakmalıyız.
Örneğin \displaystyle\frac{5\pi}{11} için referans aranmaz çünkü kesir \displaystyle\frac{1}{2}'den küçüktür.
Gene II. bölgedeki açılar için, radyanlı konuşursak \displaystyle\frac{\pi}{2}'den büyük \pi'den küçük açılar için referans o kadar zor değil. Sadece \pi'den açıyı ya da \pi'siz düşünürsek 1'den kesri çıkaracağız. Örneğin \displaystyle\frac{5\pi}{6}'nın referansı \displaystyle\frac{5}{6}'nın \displaystyle\frac{6}{6}'ya (yani 1'e) uzaklığı \displaystyle\frac{1}{6} olduğundan \displaystyle\frac{\pi}{6}'dır.
Genel Sonuçlar
Herhangi bir \theta açısı ve onun simetrikleri \pi - \theta, \pi + \theta ve 2\pi - \theta arasında şu eşitlikler geçerlidir:
\pi - \theta | \pi + \theta | 2\pi - \theta |
---|---|---|
\sin (\pi - \theta) = \sin \theta | \sin (\pi + \theta) = - \sin \theta | \sin (2 \pi - \theta) = - \sin \theta |
\cos (\pi - \theta) = - \cos \theta | \cos (\pi + \theta) = - \cos \theta | \cos (2 \pi - \theta) = \cos \theta |
\tan (\pi - \theta) = - \tan \theta | \tan (\pi + \theta) = \tan \theta | \tan(2 \pi - \theta) = - \tan \theta |
\cot (\pi - \theta) = - \cot \theta | \cot (\pi + \theta) = \cot \theta | \cot(2 \pi - \theta) = - \cot \theta |