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Sinus

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Die Sinuswerte von drei der gegebenen Winkel sind gleich, für den vierten Winkel ergibt sich etwas anderes. Für welchen? a) \(45^\circ\) b) \(-45^\circ\) c) \(135^\circ\) d) \(-225^\circ\)

Denkanstöße

- Erinnere dich an den Einheitskreis – welche Winkel landen auf der gleichen Höhe (y-Koordinate)? - Was weißt du über die Symmetrie der Sinuskurve? - Was passiert mit dem Sinuswert, wenn du \(360^\circ\) addierst oder abziehst?

Lösung

1. Berechnung bzw. Bestimmung der Sinuswerte: \(\sin(45^\circ) = \frac{\sqrt{2}}{2}\) 2. Nutzung der Identität \(\sin(180^\circ - \alpha) = \sin(\alpha)\): \(\sin(135^\circ) = \sin(45^\circ) = \frac{\sqrt{2}}{2}\) 3. Nutzung der Periodizität \(\sin(\alpha + 360^\circ)\): \(\sin(-225^\circ) = \sin(135^\circ) = \frac{\sqrt{2}}{2}\) 4. Vergleich mit \(\sin(-45^\circ) = -\sin(45^\circ) = -\frac{\sqrt{2}}{2}\).

Antwort

b) \(-45^\circ\)
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Gegeben ist ein Kreis \(k\) mit Radius \(r = 2 \text{ cm}\) um \(M\). Ein Punkt \(P\) liegt so außerhalb des Kreises, dass die beiden Tangenten von \(P\) an den Kreis einen Winkel von genau \(60^\circ\) miteinander einschließen. Konstruiere diese Situation. Wie groß muss der Abstand \(|MP|\) sein? Begründe deine Antwort rechnerisch.

Lösung

1. Skizze: Die Strecke \(MP\) halbiert den Winkel zwischen den Tangenten. In den entstehenden rechtwinkligen Dreiecken \(MPT_1\) und \(MPT_2\) beträgt der Winkel bei \(P\) jeweils \(30^\circ\). 2. Berechnung: Im rechtwinkligen Dreieck \(MPT_1\) gilt \(\sin(30^\circ) = \frac{\text{Gegenkathete}}{\text{Hypotenuse}} = \frac{r}{|MP|}\). 3. Da \(\sin(30^\circ) = 0,5\), folgt: \(0,5 = \frac{2}{|MP|} \Rightarrow |MP| = 4 \text{ cm}\). 4. Konstruktion: Zeichne Kreis mit \(r=2 \text{ cm}\). Zeichne \(|MP| = 4 \text{ cm}\). Konstruiere Tangenten via Thaleskreis (Mittelpunkt von \(MP\) ist Zentrum des Thaleskreises mit \(r=2 \text{ cm}\)). 5. Überprüfung: Der Winkel zwischen den Tangenten wird durch die Konstruktion exakt \(60^\circ\) betragen.

Antwort

Der Abstand \(|MP|\) muss \(4 \text{ cm}\) betragen. Da der Sinus von \(30^\circ\) gleich \(0,5\) ist, muss die Hypotenuse \(MP\) doppelt so lang sein wie der Radius (Gegenkathete).

Alle Aufgaben dürfen für Schule und Nachhilfe (auch im Rahmen bezahlter Nachhilfe) kostenlos genutzt, kopiert und ausgedruckt werden. Nicht gestattet sind kommerzielle Bearbeitungen sowie die Veröffentlichung oder Weiterverbreitung im Internet.