{{ option.icon }} {{ option.label }} arrow_right
arrow_left {{ state.menu.current.label }}
{{ option.icon }} {{ option.label }} arrow_right
arrow_left {{ state.menu.current.current.label }}
{{ option.icon }} {{ option.label }}
arrow_left {{ state.menu.current.current.current.label }}
{{ option.icon }} {{ option.label }}
Mathleaks
Använd offline
Expandera meny menu_open
close expand
Trigonometriska samband och ekvationer

Tangensekvationer

En tangensekvation är en trigonometrisk ekvation där man ska hitta vinklar som har ett givet tangensvärde. Man löser dessa ekvationer på liknande sätt som sinus- och cosinusekvationer, men det finns ingen motsvarande spegling i någon av axlarna för att hitta en spegellösning. Tangens har inte heller samma period som sinus och cosinus.

Regel

Period för tangens

När man avgör perioden för sinus och cosinus kan man i enhetscirkeln se hur många grader man ska rotera för att hamna på samma punkt, och därmed samma trigonometriska värde. Den geometriska tolkningen av tangens är dock inte lika intuitiv och man använder istället sambandet
för att bestämma perioden. Sinus- och cosinusvärdet för en vinkel kan läsas av på y- respektive x-axeln.

Både sinus och cosinus har perioden Betyder det att även tangens har det? Svaret är faktiskt nej, och det kan man se genom att undersöka en vinkel som är större än v.

Tangensvärdet för vinkeln visar sig vara samma som för v.

Regel

För att beräkna det nya tangensvärdet kan man använda kvoten mellan sinus och cosinus. När en vinkel ökar med byter både sinus och cosinus tecken.
Minustecknen tar ut varandra och högerledet förenklas till
När en vinkel ökar med förändras alltså inte tangensvärdet.
För varje varv i enhetscirkeln finns det alltså två punkter med samma tangensvärde, och de skiljs åt med ett halvt varv. Man kan lägga till eller dra ifrån hur många halva varv som helst men man kommer alltid att hamna på någon av dessa punkter. Perioden för tangens är därför eller π. Man kan skriva det
där n är ett godtyckligt heltal.

Metod

Lösa tangensekvationer

I en tangensekvation av typen
är man ute efter alla vinklar v som har tangensvärdet 1.75. Det finns oändligt många sådana eftersom tangensfunktionen är periodisk. För att hitta alla lösningar ingår två moment, men när man själv löser ekvationen bör de göras i samma beräkningssteg.
1
Hitta en lösning med arctan
expand_more
Med funktionen arcustangens bestämmer man en vinkel som har det givna tangensvärdet. I det här fallet beräknar man alltså
2
Lägg till perioder
expand_more
Tangens har perioden (eller π), så genom att addera ett godtyckligt antal halva varv bestämmer man alla lösningar. Samtliga lösningar till ekvationen är alltså
där n är ett heltal.

Exempel

Lös tangensekvationen fullständigt

fullscreen

Lös tangensekvationen Svara i radianer.

Visa Lösning expand_more
Vi använder arcustangens för att lösa ekvationen och kommer ihåg att lägga till perioden π.
För att lösa ut v subtraherar vi vinkeln från båda led. Till sist förenklar vi högerledet.
Ekvationen har alltså lösningarna

Förklaring

Hur tolkas tangens med enhetscirkeln?

I enhetscirkeln kan man göra direkta avläsningar av och som koordinater. Motsvarande tolkning av är dock lite krångligare. Man utgår då från definitionen av tangens i en rätvinklig triangel.

För en vinkel i enhetscirkelns första kvadrant kan man alltid rita in en rätvinklig triangel med bas x och höjd y. Enligt definitionen ges då tangensvärdet av

Nu kan man förlänga vinkelstrecket tills det skär linjen x=1 och låta det utgöra hypotenusan i en ny rätvinklig triangel.

Dessa trianglar har samma vinklar och är alltså likformiga. Det betyder att man lika gärna kan beräkna med hjälp av de nya katetlängderna, x2 och y2:
Triangelns bas är 1, så man kan ersätta x2 med 1.
I första kvadranten är alltså tangensvärdet höjden på den nya triangeln! En tolkning som fungerar i alla kvadranter är att motsvarar y-värdet för skärningspunkten mellan linjen x=1 och det förlängda vinkelstrecket.

Exempel

Är påståendena sanna eller falska?

fullscreen
Avgör om följande påståenden är sanna eller falska genom att resonera utifrån den geometriska tolkningen av tangens.
Visa Lösning expand_more
Vi utreder ett påstående i taget.

Exempel

Första påståendet

Här ska vi avgöra om tangensvärdet 3 svarar mot någon vinkel på intervallet dvs. i första kvadranten. Vi använder att tangensvärdet kan tolkas som y-värdet i skärningspunkten mellan linjen x=1 och vinkelstrecket i enhetscirkeln. Skärningspunkten ska då ha y-värdet 3.


Vilka vinklar kan skapa denna skärningspunkt? Vi ritar en rät linje som går genom origo och (1,3). Då ser vi att det finns två vinklar på första varvet som kan ge tangensvärdet 3.

Det finns en vinkel i första kvadranten och en i tredje. Påstående 1 är alltså sant.

Exempel

Andra påståendet

Nu ska vi istället avgöra om tangensvärdet -2 motsvarar någon vinkel på intervallet dvs. i tredje kvadranten. Vi använder en liknande figur som tidigare, men markerar istället skärningspunkten med y-värdet -2.

Vilka vinklar ger upphov till denna skärningspunkt?

Det finns två vinklar: en i den andra och en i den fjärde kvadranten, men ingen i den tredje. Det andra påståendet måste därför vara falskt.

arrow_left
arrow_right
{{ 'mldesktop-placeholder-grade-tab' | message }}
{{ 'mldesktop-placeholder-grade' | message }} {{ article.displayTitle }}!
{{ grade.displayTitle }}
{{ 'ml-tooltip-premium-exercise' | message }}
{{ 'ml-tooltip-programming-exercise' | message }} {{ 'course' | message }} {{ exercise.course }}
Test
{{ focusmode.exercise.exerciseName }}
{{ 'ml-btn-previous-exercise' | message }} arrow_back {{ 'ml-btn-next-exercise' | message }} arrow_forward
arrow_left arrow_right
close
Community