فعالیت کار در کلاس مثلثات ریاضی دهم - مسئله ۱
۱. مشخص کنید انتهای کمان مربوط به هر یک از زاویههای زیر در کدام یک از نواحی چهارگانه قرار میگیرد؟
الف) $30^\circ$
ب) $65^\circ$
پ) $182^\circ$
ت) $-95^\circ$
پاسخ تشریحی و گام به گام کار در کلاس صفحه 37 ریاضی دهم - مسئله ۱
سلام! این تمرین برای تقویت درک شما از **نواحی چهارگانه (ربعها)** در **دایرهی مثلثاتی** و تعیین محل قرارگیری زاویههاست. بیایید موقعیت هر زاویه را مشخص کنیم.
### **قواعد ربعهای دایره مثلثاتی**
زاویه از محور $x$ مثبت ($\mathbf{0^\circ}$) شروع میشود و در جهت پادساعتگرد (مثبت) حرکت میکند:
* **ربع اول (I):** $0^\circ < \theta < 90^\circ$
* **ربع دوم (II):** $90^\circ < \theta < 180^\circ$
* **ربع سوم (III):** $180^\circ < \theta < 270^\circ$
* **ربع چهارم (IV):** $270^\circ < \theta < 360^\circ$ (یا $ -90^\circ < \theta < 0^\circ$)
---
### **تعیین ربع هر زاویه**
**الف) $\mathbf{30^\circ}$**
* $\mathbf{0^\circ < 30^\circ < 90^\circ}$
* **نتیجه:** ربع **اول (I)**.
**ب) $\mathbf{65^\circ}$**
* $\mathbf{0^\circ < 65^\circ < 90^\circ}$
* **نتیجه:** ربع **اول (I)**.
**پ) $\mathbf{182^\circ}$**
* $\mathbf{180^\circ < 182^\circ < 270^\circ}$
* **نتیجه:** ربع **سوم (III)**.
**ت) $\mathbf{-95^\circ}$**
* این زاویه منفی است، پس در جهت ساعتگرد حرکت میکنیم.
* از $\mathbf{0^\circ}$ شروع میکنیم و $95$ درجه به سمت پایین میرویم.
* تا محور $y$ منفی ($\mathbf{-90^\circ}$) میرویم، و $5$ درجه ($95-90=5$) دیگر پایین میرویم.
* این حرکت ما را وارد **ربع سوم** میکند (بین $-90^\circ$ و $-180^\circ$).
* **نتیجه:** ربع **سوم (III)**.
| زاویه | ربع قرارگیری |
| :---: | :---: |
| $30^\circ$ | ربع اول (I) |
| $65^\circ$ | ربع اول (I) |
| $182^\circ$ | ربع سوم (III) |
| $-95^\circ$ | ربع سوم (III) |
فعالیت کار در کلاس مثلثات ریاضی دهم - مسئله ۲
۲. با توجه به آنچه در فعالیت قبل به دست آوردید، توضیح دهید که اگر انتهای کمان روبهرو به زاویهای در ربع اول باشد (زاویه در ربع اول باشد)، آنگاه چرا نسبتهای مثلثاتی آن زاویه، همگی مثبتاند؟
پاسخ تشریحی و گام به گام کار در کلاس صفحه 37 ریاضی دهم - مسئله ۲
این سوال به قلب مفهوم **علامت نسبتهای مثلثاتی** در نواحی چهارگانه میپردازد. دلیل مثبت بودن همهی نسبتها در ربع اول، به **تعریف مختصاتی سینوس و کسینوس** در دایرهی مثلثاتی برمیگردد.
### **توضیح دلیل مثبت بودن نسبتهای مثلثاتی در ربع اول (I)**
**۱. مختصات در ربع اول:**
* در فعالیت قبلی، دیدیم که نقطهی $P(x, y)$ انتهای کمان زاویهی $\theta$ روی دایرهی مثلثاتی است.
* اگر زاویهی $\theta$ در **ربع اول** (بین $0^\circ$ تا $90^\circ$) باشد، نقطهی $P$ در ناحیهای از صفحهی مختصات قرار میگیرد که هم مختصات **افقی ($x$)** و هم مختصات **عمودی ($y$)** آن **مثبت** است.
$$\text{در ربع اول:} \quad x > 0 \quad \text{و} \quad y > 0$$
**۲. ارتباط با سینوس و کسینوس:**
* **کسینوس ($\cos \theta$):** بر اساس تعریف دایرهی مثلثاتی، $\cos \theta = x$. از آنجایی که $x$ در ربع اول مثبت است ($\mathbf{x > 0}$)، پس $\mathbf{\cos \theta}$ نیز مثبت است.
* **سینوس ($\sin \theta$):** بر اساس تعریف، $\sin \theta = y$. از آنجایی که $y$ در ربع اول مثبت است ($\mathbf{y > 0}$)، پس $\mathbf{\sin \theta}$ نیز مثبت است.
**۳. تانژانت و کتانژانت:**
* **تانژانت ($\tan \theta$):** تعریف تانژانت، نسبت $\frac{\sin \theta}{\cos \theta}$ یا $\frac{y}{x}$ است.
$$\tan \theta = \frac{\text{مثبت}}{\text{مثبت}} = \text{مثبت}$$
* **کتانژانت ($\cot \theta$):** تعریف کتانژانت، نسبت $\frac{\cos \theta}{\sin \theta}$ یا $\frac{x}{y}$ است.
$$\cot \theta = \frac{\text{مثبت}}{\text{مثبت}} = \text{مثبت}$$
**نتیجهگیری:** چون هم مختصات **$x$** (کسینوس) و هم مختصات **$y$** (سینوس) در ربع اول مثبت هستند، و تانژانت و کتانژانت نیز از تقسیم این دو مقدار مثبت به دست میآیند، بنابراین **همهی نسبتهای مثلثاتی** در ربع اول **مثبت** هستند.