فعالیت مثلثات ریاضی دهم - بخش ۱
۱. هر یک از زاویههای زیر را روی دایرههای مثلثاتی داده شده، نشان دهید.
(زاویهها: $-30^\circ$، $135^\circ$، $-270^\circ$)
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت صفحه 36 ریاضی دهم - بخش ۱
سلام! این فعالیت برای درک بهتر **مفهوم دایرهی مثلثاتی** و نمایش زوایا بر اساس جهتگیری مثبت و منفی است. در دایرهی مثلثاتی، مبدأ اندازهگیری همواره **جهت مثبت محور $x$ها** (ضلع ابتدایی زاویه) است.
* **جهت مثبت:** حرکت پادساعتگرد (خلاف جهت عقربههای ساعت).
* **جهت منفی:** حرکت ساعتگرد (هم جهت عقربههای ساعت).
---
### **نمایش زوایای دادهشده:**
**۱. زاویهی $-30^\circ$**
* **تحلیل:** این زاویه منفی است، پس باید **ساعتگرد** حرکت کنیم. از محور $x$ مثبت، $30$ درجه به سمت پایین (ربع چهارم) حرکت میکنیم.
* **تصویر ذهنی:** یک خط که در ربع چهارم، $30$ درجه زیر محور $x$ قرار میگیرد.
**۲. زاویهی $135^\circ$**
* **تحلیل:** این زاویه مثبت است، پس باید **پادساعتگرد** حرکت کنیم.
* $90$ درجه اول، ما را به محور $y$ مثبت میرساند.
* $45$ درجه دیگر ($135 - 90 = 45$) ما را وارد ربع دوم میکند.
* **تصویر ذهنی:** یک خط که در ربع دوم قرار دارد و زاویهی $45$ درجه با محور $y$ مثبت یا محور $x$ منفی میسازد.
**۳. زاویهی $-270^\circ$**
* **تحلیل:** این زاویه منفی است، پس باید **ساعتگرد** حرکت کنیم.
* $90$ درجه اول: رسیدن به محور $y$ منفی.
* $90$ درجه دوم: رسیدن به محور $x$ منفی.
* $90$ درجه سوم ($270 = 3 \times 90$): رسیدن به محور $y$ مثبت.
* **تصویر ذهنی:** ضلع انتهایی زاویه دقیقاً روی **محور $y$ مثبت** قرار میگیرد. این زاویه معادل زاویهی $\mathbf{+90^\circ}$ است.
فعالیت مثلثات ریاضی دهم - بخش ۲ (الف)
۲. فرض کنید $P(x, y)$ نقطهای دلخواه روی دایرهی مثلثاتی روبهرو باشد و $\theta$ زاویهای است که نیمخط $\overrightarrow{OP}$ با محور $\overrightarrow{Ox}$ میسازد. از نقطهی $P$ خطی بر محور $\overrightarrow{Ox}$ عمود میکنیم و محل برخورد را $Q$ مینامیم.
(الف) در مثلث قائمالزاویهی $OPQ$، نسبتهای مثلثاتی زاویهی $\theta$ را به دست آورید.
$$\cos \theta = \underline{\hspace{1cm}} \quad \text{و} \quad \sin \theta = \underline{\hspace{1cm}} \quad \text{و} \quad \tan \theta = \underline{\hspace{1cm}}$$
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت صفحه 36 ریاضی دهم - بخش ۲ (الف)
این بخش، **تعریف بنیادین** نسبتهای مثلثاتی بر روی **دایرهی مثلثاتی** (دایرهی واحد با شعاع $r=1$) است.
### **تحلیل مثلث قائمالزاویهی $OPQ$**
نقطهی $P(x, y)$ روی دایره قرار دارد و $Q$ پای عمود بر محور $x$ است. این سه نقطه یک مثلث قائمالزاویه $\triangle OPQ$ تشکیل میدهند.
* **طول ضلع $OQ$ (ضلع مجاور به $\theta$):** فاصله از مبدأ تا $Q$ روی محور $x$، که برابر است با **مختصات $x$** نقطهی $P$. یعنی $OQ = x$.
* **طول ضلع $PQ$ (ضلع مقابل به $\theta$):** ارتفاع از محور $x$ تا $P$، که برابر است با **مختصات $y$** نقطهی $P$. یعنی $PQ = y$.
* **طول ضلع $OP$ (وتر):** شعاع دایره است. چون این دایره، **دایرهی مثلثاتی** نام دارد، شعاع آن همواره برابر با $\mathbf{1}$ است. یعنی $OP = 1$.
### **محاسبه نسبتهای مثلثاتی**
حالا با استفاده از تعاریف اولیه نسبتهای مثلثاتی در مثلث قائمالزاویه، جاهای خالی را پر میکنیم:
1. **کسینوس (مجاور بر وتر):**
$$\cos \theta = \frac{OQ}{OP} = \frac{x}{1} = \mathbf{x}$$
2. **سینوس (مقابل بر وتر):**
$$\sin \theta = \frac{PQ}{OP} = \frac{y}{1} = \mathbf{y}$$
3. **تانژانت (مقابل بر مجاور):**
$$\tan \theta = \frac{PQ}{OQ} = \mathbf{\frac{y}{x}}$$
**نتیجهی مهم:** این نتایج نشان میدهند که در دایرهی مثلثاتی، **مختصات $x$ نقطهی $P$** همان **$\cos \theta$** و **مختصات $y$ نقطهی $P$** همان **$\sin \theta$** است.
فعالیت مثلثات ریاضی دهم - بخش ۲ (ب)
(ب) با توجه به قسمت (الف) میتوان دید فاصلهی $Q$ تا مبدأ با $\underline{\hspace{1cm}}$ برابر است و فاصلهی نقطهی $P$ تا پای عمود، یعنی نقطهی $Q$ با $\underline{\hspace{1cm}}$ برابر است.
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت صفحه 36 ریاضی دهم - بخش ۲ (ب)
این بخش، جمعبندی مفهوم سینوس و کسینوس بر اساس مختصات نقاط روی دایرهی مثلثاتی است.
### **تحلیل و تکمیل جاهای خالی**
از قسمت (الف) میدانیم که:
* $\cos \theta = x$ (مختصات افقی نقطهی $P$)
* $\sin \theta = y$ (مختصات عمودی نقطهی $P$)
**۱. فاصلهی $Q$ تا مبدأ ($OQ$):**
فاصله $OQ$ برابر با مختصات $x$ نقطهی $P$ است. از آنجایی که $\cos \theta = x$، پس این فاصله با **$\mathbf{\cos \theta}$** برابر است.
**۲. فاصلهی $P$ تا پای عمود ($PQ$):**
فاصله $PQ$ برابر با مختصات $y$ نقطهی $P$ است. از آنجایی که $\sin \theta = y$، پس این فاصله با **$\mathbf{\sin \theta}$** برابر است.
**پاسخ نهایی جاهای خالی:**
(ب) با توجه به قسمت (الف) میتوان دید فاصلهی $Q$ تا مبدأ با **$\mathbf{\cos \theta}$** برابر است و فاصلهی نقطهی $P$ تا پای عمود، یعنی نقطهی $Q$ با **$\mathbf{\sin \theta}$** برابر است.