فعالیت کار در کلاس مثلثات ریاضی دهم - مسئله ۱
۱. در رادیومایی ۲۲ بهمن، یک بالن اطلاعرسانی توسط دو طناب به زمین بسته شده است. طول یکی از طنابها $۳۰ \text{ متر}$ است. میخواهیم طول طناب دوم را پیدا کنیم. ابتدا اندازهی زاویهی $B$ را به دست آورید. سپس ارتفاع وارد بر ضلع $AC$ را رسم کنید و آن را $BH$ بنامید.
(ب) طول $BH$ را با استفاده از سینوس زاویهی $A$ به دست آورید.
(پ) اکنون با استفاده از سینوس زاویهی $C$، طول طناب دوم را پیدا کنید ($$\sin 65^\circ \approx 0.9$$).
(اطلاعات شکل: $\hat{A} = 60^\circ$، $\hat{C} = 65^\circ$، ضلع $AB = 30$ متر، ضلع $BC = ?$)
پاسخ تشریحی و گام به گام کار در کلاس صفحه 34 ریاضی دهم - مسئله ۱
این مسئله یک کاربرد عالی از **قانون سینوسها** در مثلثهای غیرقائمالزاویه است. چون هیچ زاویهای ۹۰ درجه نیست، باید از ارتفاع کمکی استفاده کنیم.
### **گام ۱: پیدا کردن زاویه $B$ و رسم ارتفاع**
**پیدا کردن $\hat{B}$:** مجموع زوایای داخلی هر مثلث $180^\circ$ است.
$$\hat{B} = 180^\circ - (\hat{A} + \hat{C})$$
$$\hat{B} = 180^\circ - (60^\circ + 65^\circ) = 180^\circ - 125^\circ$$
$$\hat{B} = \mathbf{55^\circ}$$
**رسم ارتفاع:** ارتفاع $BH$ را از رأس $B$ بر ضلع $AC$ رسم میکنیم. این کار، مثلث $ABC$ را به دو مثلث قائمالزاویه $\triangle ABH$ و $\triangle CBH$ تقسیم میکند.
***
### **گام ۲ (ب): پیدا کردن طول ارتفاع $BH$**
برای پیدا کردن طول $BH$، به مثلث قائمالزاویهی $\triangle ABH$ نگاه میکنیم.
* **زاویه:** $\hat{A} = 60^\circ$
* **وتر:** $AB = 30 \text{ متر}$
* **ضلع مقابل:** $BH$ (ارتفاع)
از تعریف سینوس ($\sin A = \frac{\text{ضلع مقابل}}{\text{وتر}}$) استفاده میکنیم:
$$\sin A = \frac{BH}{AB} \Rightarrow \sin 60^\circ = \frac{BH}{30}$$
$$\Rightarrow BH = 30 \times \sin 60^\circ$$
مقدار دقیق $\sin 60^\circ$ از جدول نسبتهای مثلثاتی زاویههای خاص، برابر $\frac{\sqrt{3}}{2}$ است:
$$BH = 30 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = \mathbf{15\sqrt{3} \text{ متر}}$$
$$\text{یا به صورت تقریبی:} BH \approx 15 \times 1.732 \approx \mathbf{25.98} \text{ متر}$$
***
### **گام ۳ (پ): پیدا کردن طول طناب دوم ($BC$)**
حالا به مثلث قائمالزاویهی $\triangle CBH$ نگاه میکنیم. هدف ما پیدا کردن طول $BC$ است.
* **زاویه:** $\hat{C} = 65^\circ$
* **وتر:** $BC$ (طناب دوم)
* **ضلع مقابل:** $BH \approx 25.98 \text{ متر}$
دوباره از تعریف سینوس استفاده میکنیم:
$$\sin C = \frac{BH}{BC} \Rightarrow \sin 65^\circ = \frac{BH}{BC}$$
$$\Rightarrow BC = \frac{BH}{\sin 65^\circ}$$
با جایگذاری مقادیر تقریبی ($$\sin 65^\circ \approx 0.9$$ و $BH \approx 25.98$):
$$BC \approx \frac{25.98}{0.9} \approx \mathbf{28.87} \text{ متر}$$
**پاسخ نهایی:** طول طناب دوم ($BC$) تقریباً $\mathbf{28.87 \text{ متر}}$ است.
فعالیت کار در کلاس مثلثات ریاضی دهم - مسئله ۲
۲. مطابق شکل، نردبانی به طول $۸ \text{ متر}$ در زیر پنجرهی ساختمانی قرار گرفته است. اگر زاویهی نردبان با سطح زمین $\theta = 30^\circ$ باشد، ارتفاع پنجره تا زمین را محاسبه کنید. فاصلهی پای نردبان تا ساختمان چقدر است؟
$$\sin \theta = \frac{\underline{\hspace{1cm}}}{\underline{\hspace{1cm}}} = \frac{\underline{\hspace{1cm}}}{8} \Rightarrow 2BC = \underline{\hspace{1cm}} \Rightarrow BC = \underline{\hspace{1cm}}$$
$$\text{اکنون به کمک رابطهی فیثاغورس داریم:}$$
$$AB^2 = AC^2 - BC^2 = \underline{\hspace{1cm}} - \underline{\hspace{1cm}} = \underline{\hspace{1cm}} \Rightarrow AB = \underline{\hspace{1cm}}$$
پاسخ تشریحی و گام به گام کار در کلاس صفحه 34 ریاضی دهم - مسئله ۲
این مسئله یک مثال ساده و مهم از کاربرد نسبتهای مثلثاتی در **مثلث قائمالزاویهی $30-60-90$** است که در آن از سینوس و قضیه فیثاغورس برای پیدا کردن اضلاع استفاده میکنیم.
در شکل، مثلث $ABC$ قائمالزاویه است ($\hat{B} = 90^\circ$).
* **وتر:** $AC$ (طول نردبان) = $8 \text{ متر}$
* **زاویه:** $\hat{A} = \theta = 30^\circ$
* **ضلع مقابل:** $BC$ (ارتفاع پنجره تا زمین)
* **ضلع مجاور:** $AB$ (فاصله پای نردبان تا ساختمان)
### **گام ۱: پیدا کردن ارتفاع پنجره ($BC$) با استفاده از سینوس**
از تعریف سینوس ($\sin \theta = \frac{\text{ضلع مقابل}}{\text{وتر}}$) استفاده میکنیم:
$$\sin \theta = \frac{BC}{AC} \Rightarrow \sin 30^\circ = \frac{BC}{8}$$
از جدول زوایای خاص میدانیم که $\sin 30^\circ = \frac{1}{2}$ است.
**تکمیل جاهای خالی (بخش سینوس):**
$$\sin \theta = \frac{\mathbf{BC}}{\mathbf{AC}} = \frac{\mathbf{BC}}{8} \Rightarrow \frac{1}{2} = \frac{BC}{8}$$
با طرفین وسطین:\n$$2BC = \mathbf{8} \Rightarrow BC = \mathbf{4}$$
**پاسخ:** ارتفاع پنجره تا زمین ($BC$) برابر $\mathbf{4 \text{ متر}}$ است. (به خاطر بسپارید که در مثلث $30-60-90$، ضلع مقابل زاویه $30^\circ$ همیشه نصف وتر است! $4 = 8/2$).
***
### **گام ۲: پیدا کردن فاصله پای نردبان تا ساختمان ($AB$) با استفاده از فیثاغورس**
اکنون که دو ضلع از مثلث قائمالزاویه را داریم ($AC=8$ و $BC=4$)، میتوانیم ضلع سوم ($AB$) را با قضیهی فیثاغورس ($a^2 + b^2 = c^2$) به دست آوریم:
$$AB^2 + BC^2 = AC^2 \Rightarrow AB^2 = AC^2 - BC^2$$
**تکمیل جاهای خالی (بخش فیثاغورس):**
$$AB^2 = 8^2 - 4^2 = \mathbf{64} - \mathbf{16} = \mathbf{48} \Rightarrow AB = \mathbf{\sqrt{48}}$$
**سادهسازی رادیکال:**
$$\sqrt{48} = \sqrt{16 \times 3} = 4\sqrt{3}$$
$$\text{یا به صورت تقریبی:} AB \approx 4 \times 1.732 \approx 6.93 \text{ متر}$$
**پاسخ نهایی:** فاصلهی پای نردبان تا ساختمان ($AB$) برابر $\mathbf{4\sqrt{3} \text{ متر}}$ است.