Sinx=a Denklemi ve Çözüm Kümesi

Trigonometrik denklemlerin çözüm kümesi yapılırken, birim çember üzerindeki açıların trigonometrik fonksiyonlara göre aldığı değerler dikkate alınarak genel çözüm yapılır.Aşağıda verilen sinx denklemi için, sin fonksiyonu aynı değer için birinci ve ikinci bölgede iki farklı açıya sahiptir.Bu nedenle genel çözüm işleminde bu dikkate alınır.

Sinx=a tipindeki ve sinx=cosy tipindeki denklem çözümlerine bir örnek verebiliriz. Sin ve Cos denklemlerinde iki fonksiyon kendi aralarında dönüştürülerek yukarıda belirtildiği şekilde denklemin genel çözümü yapılır.

Ayrıca Bakınız:

 https://muallims.blogspot.com/2021/12/trigonometrik-denklemlerin-cozum-kumesi.html 

Ters Dönüşüm Formülleri ve İspatları

Ters dönüşüm formülleri çarpım şeklinde verilen trigonometrik formüllerinin toplam biçimine dönüştürülmesi için kullanılır. Burada yer alan formüller sinüs ve cosinüs için bulunmuş olan formüllerdir. Bu formüller bulunurken toplam ve fark formülleri kullanılarak ispat yapılır. Toplam ve fark formülleri alt alta yazılıp toplanıp/çıkarılarak ters dönüşüm formülleri elde edilir. Formüllerin ezberlenmesinden ziyade nerede nasıl kullanılacağının bilinmesi daha önemlidir. Örneğin ters dönüşüm formülleri, fonksiyonun grafik çiziminde periyot hesabı için çarpım biçiminde verilen bir soruda kullanılabilir. Çarpım biçiminde verilen trigonometrik ifade toplam biçimine dönüştürülerek ayrı ayrı periyotlar bulunur. Bulunan periyotların e.k.o.k hesaplanarak istenen fonksiyonun esas periyodu belirlenir.

Dönüşüm Formülleri ve İspatları

Dönüşüm formülleri trigonometride kullanılan, toplam durumundaki iki trigonometrik ifadeyi çarpım haline getirmeye yarar. Bu formüllerinin kullanım amacı, bazı özel durumlarda sadeleştirmeye imkan vermesi açısından işlem kolaylığı sağlamasıdır. Dönüşüm formüllerinin ispatları yapılırken toplam ve fark formüllerinden yararlanılır. Aşağıda da gösterildiği gibi dönüşüm formülleri; iki açının trigonometrik oranlarının toplamı biçiminde verilen ifadeleri, iki ifadenin çarpımı biçiminde yazmak için kullanılır. Bu formül sayesinde toplam biçiminde verilen ifadeler, çarpım şekline dönüştürülerek kendi aralarında sadeleştirme işlemleri yapılabilir.Bu formüllerin ezberlenmesi için toplam ve fark formüllerinin ezberlenmesi yeterli olacaktır. Formüllerin ezbere bilinmesinden ziyade, öğrenilmiş bir formülün  nerede nasıl kullanılacağının bilinmesi matematik problemlerinin çözümünde daha önemli bir yere sahiptir.

Burada yer alan dönüşüm formüllerinin, trigonometrik toplam ve fark formülleri yardımıyla nasıl ortaya çıktığını göstermeye çalışalım. Benzer şekilde tanjant ve cotanjant dönüşüm formülleri de ispatlanabilir. 

Bu formülleri kolay biçimde ezberlemek için zihin haritanızda kendinize uygun kodlamalar yapabilirsiniz. Örneğin sık kullanılan kodlamalardan birine göre; TAC - FFS tekerlemesi kullanılabilir. (TAC: Toplamsa Aynısı al Cosla bitir.  FFS: Farksa farklısını al Sinle bitir.)

>>>TAC:Toplamsa ifadenin aynısı alınır, cosla bitirilir. 

Örnek: cosx+cosy= 2. cos (x+y)/2 . cos (x-y)/2 

Örnekte de görüldüğü gibi toplam olduğu için ifadenin aynısı alınmış ve cos ile bitirilmiştir.Yani cos aynısı alındı ve cosla bitti. burada dikkat edilmesi gereken nokta her zaman x+y önce daha sonra x-y gelecektir. 

>>>FFS: Farksa farklısını al Sinle bitir.

Örnek: sinx-siny= 2. cos (x+y)/2 . sin (x-y)/2

Örnekte de görüldüğü gibi fark işlemi olduğu için ifadenin farklısı alınmış ve sin ile bitirilmiştir.Yani cos ve sin olarak farklısı alındı ve sinle bitti. Burada dikkat edilmesi gereken nokta her zaman x+y önce daha sonra x-y gelecektir. 

Bazı kitaplarda kullanılan trigonometri formülleri ezberleme için hazırlanmış zihin haritalarını anlamak ve bunu zihinsel süreçlerle bellemek daha zor olabilmektedir. Bu nedenle kendinize uygun kodlamayı kendiniz hazırlayarak öğrenmeli veya en azından formüllerin nasıl çıkarıldığını yani ispatlarını bilmelisiniz. Unutmayın ki ezberlediğiniz şey ne olursa olsun tekrar edilmediği müddetçe unutulmaya mahkumdur, fakat formülün nasıl çıkarıldığını bilirseniz kendi kendinize formülü rahatlıkla biraz zaman alarak tekrar bulabilirsiniz.

Yarım Açı Formülleri ve İspatı

Bazı durumlarda trigonometrik toplam fark formülleri kullanmak yerine, iki aynı açının toplamını ifade eden yarım açı formülünü kullanmak daha kolaylık sağlayacaktır. Burada elde edilen formüllerin tamamı daha önce anlatılan (Bkz. Toplam/Fark formülleri) trigonometri kuralları yardımıyla bulunmuş formüllerdir. Bu formüllerden yararlanarak katlı açı formülleri de oluşturulabilir.

Kotanjant formülünün bilinmesine veya ezberlenmesine gerek yoktur. Sadece tanjant formülünün bilinmesi kotanjant fonksiyonu için yeterli olacaktır. Bu formüllerden daha önemlisi toplam veya fark formülleridir. Bu formüllerin iyi bilinmesiyle bütün yarım açı formüllerine ulaşılabilir. Aşağıda konu ile ilgili bazı örneklerin çözümü yapılmıştır.

Toplam-Fark Formülleri ve İspatları

Trigonometrik değerleri bilinen iki açının toplamının veya farkının trigonometrik değerlerini hesaplamak için kullanılan formüllerdir. Bu formüllerin iyi bilinmesi yarım açı, dönüşüm ve ters dönüşüm formüllerinin çıkarılması için gerekli olacaktır. Aşağıda sinüs,cosinüs,tanjant ve kotanjant fonksiyonlarının toplam ve fark formülleri verilmiş ve bunların nasıl ortaya çıktığı ispatlanarak gösterilmiştir. Kotanjant formülünün ispatı ayrıca gösterilmemiştir. Bu formülün ispatı için tanjantın ispatı bulunduktan sonra çarpma işlemine göre tersi alındığında kotanjantın değeri bulunmuş olur. 

cos fonksiyonun toplam ve fark eşitliği bulunduktan sonra trigonometrik fonksiyonların birbirine dönüşümleri kullanılarak sinüs fonksiyonun da toplam ve fark formülü elde edilir. Bu iki formülden yararlanarak da tanjant fonksiyonu ile cotanjant fonksiyonlarının toplam ve fark formülleri bulunur.  Tanjatın toplam formülü bulunurken finüs ve cosinüs fonksiyonlarının toplam fark formülleri yazıldıktan sonra birbirine oranlanır. sin(a+ b) ve cos (a+b) ifadelerinin eşiti yerlerine yazıldıktan sonra pay ve payda cosa.cosb ile bölünür. 

Başka bir ispat biçimi olarak aşağıdaki dik üçgenden, eş uzunluk parçaları kullanılarak toplam fark formülleri elde edilebilir.

Öğrencilerimizin sınavlara hazırlanırken sinüs,cosinüs ve özellikle tanjantın toplam ve fark formüllerini bilmesi yararlı olacaktır. Bu formüllerden sadece tanjantı ezberlemeniz durumunda bile pek çok soruyu çözebilirsiniz. Tanjantın formülünden bulduğunuz toplam veya fark açısından yola çıkarak tanjanta uygun bir üçgen çizerseniz trigonometrik oranlardan biri belli iken diğerinin bulunmasından yola çıkarak sizden istenen trigonometrik fonksiyonun değerini bu üçgen yardımıyla bulabilirsiniz.

Farklı bir yoldan,  bu formüllerin birim çember yardımıyla da ispatı mümkündür. Örnek olarak cosinüs fark formülünü birim çemberden şu şekilde ispatlayabiliriz.

Toplam ve fark formüllerinin ispatları cebirsel olarak gösterilebildiği gibi, geometrik olarak da gösterilebilir.Konu ile ilgili diğer yazımız için; (Bkz. Toplam/Fark Formüllerinin Geometrik İspatı) adresini inceleyebilirsiniz. 

Aşağıda yer alan örnekleri inceleyerek, formüllerin nasıl kullanıldığına dair bilgi sahibi olabilirsiniz.