Açıların Dilinden Evrenin Geometrisine: Trigonometri Nedir?
- Özgün
- Formal Bilimler
- Matematik
Bu Makalede Neler Öğreneceksiniz?
- Trigonometri, üçgenlerin açıları ve kenar uzunlukları arasındaki ilişkileri inceleyen matematik dalıdır ve birim çember aracılığıyla trigonometrik fonksiyonların hesaplanmasını kolaylaştırır.
- Açı ölçü birimleri derece ve radyan olarak kullanılır; bir tam daire 360 derece veya 2π radyan olarak ifade edilir ve yay uzunluğu formülü a = rθ ile hesaplanır.
- Altı temel trigonometrik fonksiyon (sinüs, kosinüs, tanjant vb.) dik üçgenin kenar uzunlukları oranlarıyla tanımlanır ve bilinmeyen açı veya kenar uzunluklarının hesaplanmasında kullanılır.
Trigonometri kelimesi, Antik Yunanca'da; "τρίγωνον", yani üçgen ve "μέτρον", yani ölçü kelimelerinden gelir. Kelimenin anlamından anlaşılacağı gibi trigonometri, üçgenlerin açıları ve kenar uzunlukları arasındaki ilişkileri inceleyen bir matematik dalıdır. Bu üçgenler, düzlemlerde veya kürelerde oluşturulabilir.
Çoğu kişi için trigonometri karmaşık olabilir ancak özünde birkaç güçlü fikre dayanır ve günlük yaşamımızda birçok alanda işimizi kolaylaştırır. Mühendislik ve mimarlıktan astronomi ve uzay bilimine, GPS ve navigasyon sistemlerinden video oyunu ve animasyon tasarımına kadar çeşitli disiplinlerde sayısız pratik uygulamaya sahiptir. Hatta yerimizden dahi kalkmadan bazı dikey yapıların yüksekliğini tahmin etmemize yardımcı olabilir.
Trigonometri ile İlgili Temel Bilgiler
Trigonometriyi hiçbir fikir sahibi olmayan ya da ön yargısı olan kişilerin genel çerçevede bir fikir oluşturabilmesi için temel bilgileri açıklayarak başlamak yerinde olacaktır.
Birim Çember
Birim çember, trigonometrik fonksiyonların ve açıların uygulanmasını kolaylaştıran matematiksel bir araçtır. Her şey düzlem üzerine çizilmiş, merkezi orijin ve yarıçapı 1 birim olan birim çember içinde dik bir üçgen oluşturma ile başlar diyebiliriz. Birim çember kullanılır çünkü böylece elde edilecek oranlar en sade haliyle kullanılabilir.
Düzlem trigonometrisinde üçgen, iki boyutludur. Üç nokta, doğru parçalarıyla birleştirilir ve üçgen içinde oluşan açıların toplamı 180°180\degreedir. Kullanılan altı trigonometrik oran dik üçgenler, yani 90°90\degreelik bir açı içeren üçgenler için geçerlidir. Herhangi bir üçgende (dik açısı olmayan) de aynı oranlar kullanılabilir. Çünkü herhangi bir köşeden doğrunun tabanına dik bir doğru parçası indirilebilir ve böylece orijinal diyagram, iki dik üçgenden oluşturulabilir. Tabi buradaki eğik üçgenler için geçerli, ilerleyen kısımlarda değineceğimiz, özdeşlik ve yasalar da mevcuttur.
/content/d7358250-6a69-4dfd-ab1b-b1b67f9aa3b3.png)
Bu noktada ünlü Pisagor Teoremi'nden bahsetmemiz yerinde olacaktır. İki dik kenarın karelerinin toplamı, hipotenüsün (dik açının karşısındaki kenar) karesine eşittir. Birim çemberde çizilen dik üçgen için hipotes 1'e eşitken altı trigonometrik orandan ikisi olan sinüs ve kosinüs de hesaplanabilir.
/content/d45316c6-f453-4d41-b88b-a658049a92c3.jpeg)
/content/d2a6d06e-d4b5-44f2-a87e-77e2deeb932b.png)
Birim çemberde açılar iki farklı şekilde ölçülür. Bunlar derece ve radyandır. Aralarındaki ilişki Derece=Radyan(180π)Derece = Radyan (\frac{180}{\pi}) eşitliği yardımıyla bulunur. Dolayısıyla bir tam daire 360°360\degree veya 2π2\pi radyandır denebilir.
Birim çember üzerindeki bazı temel ölçümler şu şekildedir:
- 0°0\degree == 00 radyan, (1,0)(1,0) noktasını,
- 90°90\degree == π2\frac{\pi}{2} radyan , (0,1)(0,1) noktasını,
- 180°=π180\degree = \pi radyan, (0,−1)(0,-1) noktasını ve
- 270°=3π2270\degree = \frac{3\pi}{2} radyan, (−1,0)(-1,0) noktasını gösterir.
/content/cdb5195e-20b6-481d-bc6c-9925acd44d00.png)
Yay Uzunluğu
Yay uzunluğu bir dairenin çevresinden bir parçadır. Açımız radyan cinsinden olmak üzere yay uzunluğunun belli bir formülü bulunmaktadır. aa, yay uzunluğu ve rr yarıçap olmak üzere yay uzunluğu a=rθa=r\theta formülüyle bulunur. Buradan bir dairenin çevre uzunluğunu da yine radyan cinsinden yazarak gösterebiliriz. Daire çevresi CC olmak üzere C=2πrC=2\pi r dir. Dolayısıyla birim çemberin çevre uzunluğu 2π2\pi radyandır.
Trigonometrik Oranlar
Üçgende herhangi iki kenar veya herhangi iki açı biliniyorsa üçüncüsü çıkarılabilir. Tüm kenarlar veya tüm açılar ile bir kenar uzunluğu biliniyorsa bilinmeyen değerleri bulmak için trigonometrik oranlar kullanılabilir.[1], [2]
Altı temel trigonometrik fonksiyon vardır. Bu fonksiyonlar aşağıdaki üçgen yardımıyla yapılan oranlamalar ile oluşturulur.
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.
KreosusKreosus'ta her 50₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.
PatreonPatreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.
YouTubeYouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.
Diğer PlatformlarBu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.
Giriş yapmayı unutmayın!Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
/content/d7458c01-777f-4327-89f4-c884d63a54d7.png)
Bu diyagrama göre θ\theta, xx ekseniyle yapılan açı; rr, hipotenüs; xx, komşu kenar ve yy karşı kenar olarak ifade edilir. Buradan yola çıkarak θ\theta açısı için:
Sinüs (sinθ)(sin\theta) =karşıkenarhipotenu¨s=yr= \frac{karşı kenar}{hipotenüs} =\frac{y}{r} ,
Kosinüs (cosθ)(cos\theta) =komşukenarhipotenu¨s=xr= \frac{komşu kenar}{hipotenüs} = \frac{x}{r} ,
Tanjant (tanθ)=karşıkenarkomşukenar=yx=rsin(θ)rcos(θ)=sin(θ)cos(θ)(tan\theta) = \frac{karşıkenar}{komşukenar} = \frac{y}{x} = \frac{rsin(\theta)}{rcos(\theta)} = \frac{sin(\theta)}{cos(\theta)} ,
Kosekant (cscθ)=hipotenu¨skarşıkenar=ry=1sin(θ)(csc\theta) = \frac{hipotenüs}{karşıkenar} = \frac{r}{y} = \frac{1}{sin(\theta)} ,
Sekant (secθ)=hipotenu¨skomşukenar=rx=1cos(θ)(sec\theta) = \frac{hipotenüs}{komşukenar} = \frac{r}{x} = \frac{1}{cos(\theta)} ,
Kotanjant (cotθ)=komşukenarkarşıkenar=xy=cos(θ)sin(θ)=1tan(θ)(cot\theta) = \frac{komşukenar}{karşıkenar} = \frac{x}{y} = \frac{cos(\theta)}{sin(\theta)} = \frac{1} {tan(\theta)}
oranları elde edilir.
Dolayısıyla buradan seçilen herhangi bir θ\theta açısı için sinsin, coscos ve tantan değerleri elde edilebilir. Yukarıdan anlaşılacağı üzere bu üç temel değeri kullanarak da csccsc, secsec ve cotcot değerleri de rahatça bulunabilir. Matematikte en çok kullanılan bazı açılar için değerler tablosu şöyledir:
/content/fd1a0981-c91c-48ca-9801-7e8e9d3623c3.png)
Trigonometrik Fonksiyonlar
17 . yüzyıldan itibaren trigonometrik oranlar, görüntü ve tanım kümesi olan fonksiyonlar olarak kabul edildi. Dolayısıyla trigonometrik fonksiyonların, periyodik olan ve kendini sonsuza kadar tekrar eden grafikleri gösterilebilir.
Trigonometrik Fonksiyonların Grafikleri
θ\theta açısına 2π2\pi ölçüsünü eklersek çakışık olduklarını görebiliriz. Dolayısıyla θ\theta açısının trigonometrik fonksiyon değeri ile (θ+2π)(\theta+2\pi) açısının trigonometrik fonksiyon değerleri aynıdır. Bu durum fonksiyonun periyodik olduğunu gösterir. Trigonometrik fonksiyonlar da periyodiktir ve altı temel trigonometrik fonksiyonun farklı periyotları vardır.
/content/9d235a01-6dc4-4891-bf06-32d411336d29.png)
Grafiklere göre sin ve cos fonksiyonları sonsuza kadar sürekliyken tan, sec, csc ve cot fonksiyonları asimptotlara sahiptir. Asimptotlar eğrinin sonsuza kadar giderek yaklaştığı ancak hiçbir zaman değmeği veya kesmediği doğrulardır.
Temel Trigonometri Formülleri
Şu soruları sorarak devam edelim: Uzunluğunu bildiğimiz iki çubuğun (herhangi bir uzunlukta) uçlarını rastgele belirlediğimiz bir açıyla birleştirirsek tüm kenar uzunluklarını ve tüm açılarını bildiğimiz bir üçgen oluşturabilir miyiz? Peki uzunluğunu bildiğimiz ve rastgele uzunluklara sahip üç çubuk ile oluşturulan üçgenin açılarını bilebilir miyiz?
Dik açısı olsa da olmasa da her zaman keyfi bir üçgenin değerlerini bulmak için kullanabileceğimiz özdeşlikler vardır. Rastgele oluşturulmuş XYZXYZ üçgenini düşünelim ve kenarları x,yx, y ve zz olsun. θ\theta açısının karşısındaki kenar zz olmak üzere;
z2=x2+y2−2xycosθz^2=x^2+y^2-2xycos\theta
formülü Kosinüs Yasası olarak bilinir.
Trigonometrik formüller söz konusu olduğunda en yaygın bilinen formül
cos2θ+sin2θ=1cos^2\theta + sin^2\theta = 1
formülüdür. Buna Pisagor Özdeşliği de denir.
Çift ve yarım açı formülleri ise şu şekildedir:
- cos2θ=cos2θ−sin2θcos2\theta=cos^2\theta-sin^2\theta ,
sin2θ=2sinθcosθsin2\theta=2sin\theta cos\theta çift açı formülleri olmak üzere;
- cos2θ=1+cos2θ2cos^2\theta=\frac{1+cos2\theta}{2} ,
- sin2θ=1−cos2θ2sin^2\theta=\frac{1-cos2\theta}{2} yarım açı formülleridir.
ϕ\phi başka bir açı olmak üzere açılar arasında toplama veya çıkarmak yapmak için
- cos(θ+ϕ)=cosθcosϕ−sinθsinϕcos(\theta+\phi)=cos\theta cos\phi-sin\theta sin\phi ,
- sin(θ+ϕ)=sinθcosϕ+cosθsinϕsin(\theta+\phi)=sin\theta cos\phi +cos\theta sin\phi ,
- cos(θ−ϕ)=cosθcosϕ+sinθsinϕcos(\theta-\phi)=cos\theta cos\phi+sin\theta sin\phi ,
- sin(θ−ϕ)=sinθcosϕ−cosθsinϕsin(\theta-\phi)=sin\theta cos\phi -cos\theta sin\phi özdeşlikleri kullanılır.[3]
Teklik/çiftlik (negatif açı özdeşliği olarak da bilinir) özdeşlikleri:
sin(−θ)=−sinθsin(-\theta)=-sin\theta
cos(−θ)=cosθcos(-\theta)=cos\theta
tan(−θ)=−tanθtan(-\theta)=-tan\theta
csc(−θ)=−cscθcsc(-\theta)=-csc\theta
sec(−θ)=secθsec(-\theta)=sec\theta
cot(−θ)=−cotθcot(-\theta)=-cot\theta
Çarpım-toplam özdeşlikleri:
sinθsinϕ=(cos(θ−ϕ)−cos(θ+ϕ)2)sin\theta sin\phi=(\frac{cos(\theta-\phi)-cos(\theta+\phi)}{2})
cosθcosϕ=(cos(θ−ϕ)+cos(θ+ϕ)2)cos\theta cos\phi= (\frac{cos(\theta-\phi)+cos(\theta+\phi)}{2})
sinθcosϕ=(sin(θ+ϕ)+sin(θ−ϕ)2)sin\theta cos\phi= (\frac{sin(\theta+\phi)+sin(\theta-\phi)}{2})
cosθsinϕ=(sin(θ+ϕ)−sin(θ−ϕ)2)cos\theta sin\phi= (\frac{sin(\theta+\phi)-sin(\theta-\phi)}{2})
Toplam-çarpım özdeşlikleri:
sinθ+sinϕ=2sin(θ+ϕ2)cos(θ−ϕ2)sin\theta+sin\phi=2sin(\frac{\theta+\phi}{2}) cos(\frac{\theta-\phi}{2})
sinθ−sinϕ=2sin(θ−ϕ2)cos(θ+ϕ2)sin\theta-sin\phi=2sin(\frac{\theta-\phi}{2}) cos(\frac{\theta+\phi}{2})
cosθ−cosϕ=−2sin(θ+ϕ2)sin(θ−ϕ2)cos\theta-cos\phi=-2sin(\frac{\theta+\phi}{2}) sin(\frac{\theta-\phi}{2})
cosθ+cosϕ=2cos(θ+ϕ2)cos(θ−ϕ2)cos\theta+cos\phi=2cos(\frac{\theta+\phi}{2})cos(\frac{\theta-\phi}{2})
şeklinde gösterilebilir.
Ters Trigonometrik Fonksiyonlar
Trigonometrik fonksiyonlar görüldüğü gibi bize bir oran yani sayısal bir değer vermektedir. Bu noktada, trigonometrik fonksiyonları tersine çevirerek açılar elde edeceğimiz ters trigonometrik fonksiyonlardan bahsetmek yerinde olacaktır.
Trigonometrik fonksiyonların tersleri sin−1xsin^{-1}x, cos−1xcos^{-1}x vb. şekilde gösterilir. Aynı zamanda yazının devamında kullanacağımız şekliyle arcsin,arccos,arctan,arccot,arcsec,arccscarcsin, arccos, arctan, arccot, arcsec, arccsc olarak kullanılır. Buradaki altı trigonometrik fonksiyon için de geçerli olmak üzere arcsinx=yarcsinx=y dediğimizde fonksiyonun tanım kümesi ve görüntü kümesi tablodaki gibi olacaktır. Bu bize radyan cinsinden elde edeceğimiz açıların aralıkları ile ilgili fikir verecektir.
/content/f717022d-4e99-4100-8e56-b07f290c60fe.jpeg)
Ters trigonometrik fonksiyonlar için xx ve yy iki farklı değer olmak üzere en sık kullanılan formüller şu şekildedir:
arcsin(1x)=arccscxarcsin(\frac{1}{x})=arccscx
arccos(1x)=arcsecxarccos(\frac{1}{x})=arcsecx
arctan(1x)=arccotxarctan(\frac{1}{x})=arccotx
arctanx+arccotx=π2arctanx+arccotx=\frac{\pi}{2}
arcsinx+arccosx=π2arcsinx+arccosx=\frac{\pi}{2}
arccscx+arcsecx=π2arccscx+arcsecx=\frac{\pi}{2}
arctanx+arctany=arctan(x+y1−xy)arctanx+arctany=arctan(\frac{x+y}{1-xy})
2arctanx=arcsin(2x1+x2)=arccos(1−x21+x2)=arctan(2x1−x2)2arctanx=arcsin(\frac{2x}{1+x^2})=arccos(\frac{1-x^2}{1+x^2})=arctan(\frac{2x}{1-x^2})
Türev Tanımı ve Trigonometrik Fonksiyonların Türevi
Bir fonksiyonunun bir noktadaki türevi, fonksiyonun o noktadaki teğetinin eğimidir. f(x)f(x) bir fonksiyon olmak üzere bu fonksiyonun türevi f′(x)f'(x) şeklinde gösterilir. Türev alma işleminin bir dönüşüm olduğunu vurgulamak amacıyla bir başka notasyon olan ddxf(x)\frac{d}{dx}f(x) notasyonunu kullanacağız.
f′f' türev fonksiyonunun tanım kümesi, ff fonksiyonunun tanım kümesinde limiti olan noktaların kümesidir. Herhangi bir xx noktasında f′f' türev fonksiyonunun olması, ff fonksiyonunun bu noktada (x noktası) türevlenebilir olduğunu; f′f' türev fonksiyonunun ff fonksiyonunun tanım kümesinin her noktasında var olması ff fonksiyonunun türevlenebilir olduğunu gösterir. O halde xx bir değişken ve hh ise xx'teki mümkün olan en küçük değişim olmak üzere limitin var olduğunu varsayarsak f(x)f(x) fonksiyonunun xx noktasındaki türevi şu şekilde tanımlanır:
f′(x)=limh→0f(x+h)−f(x)hf'(x)=\lim\limits_{h\rarr0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}
Türev Gösterimi ve Trigonometrik Fonksiyonların Türev Formülleri
Trigonometrik fonksiyonların türev gösterimini daha anlaşılır kılmak için limit tanımını kullanarak cosxcosx fonksiyonunun türevini bulabiliriz. f(x)=cosxf(x)=cosx olsun. O halde;
f′(x)=limh→0f(x+h)−f(x)hf'(x)=\lim\limits_{h\rarr0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}
tanımından,
f′(x)=limh→0cos(x+h)−cosxhf'(x)= \lim\limits_{h\rarr0}\frac{cos(x+h)-cosx}{h}
yazalım. Bu noktada yazımızda daha önce bahsetmiş olduğumuz trigonometrik fonksiyonlarda açı toplamları ile ilgili özdeşliği kullanmalıyız. Buna göre cos(x+h)=cosxcosh−sinxsinhcos(x+h)=cosxcosh-sinxsinh elde edilir ve işlemde yerine yazılır.
f′(x)=limh→0(cosxcosh−sinxsinh)−cosxhf'(x)=\lim\limits_{h\rarr0}\frac{(cosxcosh-sinxsinh)-cosx}{h}
f′(x)=limh→0cosx(cosh−1)−sinxsinhhf'(x)=\lim\limits_{h\rarr0}\frac{cosx(cosh-1)-sinxsinh}{h}
limit özelliğinden,
f′(x)=limh→0(cosxcosh−1h)−limh→0(sinxsinhh)f'(x)=\lim\limits_{h\rarr0}(cosx\frac{cosh-1}{h}) - \lim\limits_{h\rarr0}(sinx\frac{sinh}{h})
elde edilir. Yine limit özelliği h değerine bağlı olmayan değerleri limit dışına çıkartırsak
f′(x)=cosxlimh→0(cosh−1h)−sinxlimh→0(sinhh)f'(x)=cosx\lim\limits_{h\rarr0}(\frac{cosh-1}{h}) - sinx\lim\limits_{h\rarr0}(\frac{sinh}{h})
eşitlikte gördüğümüz limit değerlerini bulduğumuzda
f′(x)=cosxlimh→0cosh−1h⏟limit 0−sinxlimh→0sinhh⏟limit 1f'(x)=cosx\underbrace{\lim\limits_{h\rarr0}\frac{cosh-1}{h}}_{\text{limit 0}} - sinx\underbrace{\lim\limits_{h\rarr0}\frac{sinh}{h}}_\text{limit 1}
olur ve sonraki adım bize sonucu verir.
f′(x)=ddxcosx=cosx⋅0−sinx⋅1=−sinxf'(x)=\frac{d}{dx}cosx=cosx\cdot0-sinx\cdot1=-sinx
Bir trigonometrik fonksiyonun nasıl türevlendiğini böylece göstermiş olduk.
Diğer trigonometrik fonksiyonlarla birlikte ters trigonometrik fonkiyonların türevleri tablodaki gibidir:
/content/f627d8ae-b987-468d-8eaf-c091cdebc206.png)
Tabi bu eşitliklerde özellikle ters trigonometrik fonksiyonların türevlerinde xx'in tanım kümesi önemlidir. Paydayı 00 yapacak xx değerleri bu kümede değildir.
Zincir Kuralı
Türevlenebilir ve bileşik bir fonksiyon düşünelim. Bu fonksiyonun türevini elde edebilmek için fonksiyon iki ayrı fonksiyonmuş gibi düşünülerek bileşke fonksiyon oluşturulur ve bu bileşke fonksiyonda türevlerin çarpımı Zincir Kuralı olarak bilinir. Bu işlemin Leibniz gösterimi; fonksiyonumuz y=f(u)y=f(u) iken u=g(x)u=g(x) olmak üzere dydx=dydu⋅dudx\frac{dy}{dx}=\frac{dy}{du}\cdot\frac{du}{dx} şeklindedir. Bir başka gösterim ise F(x)=f(g(x))F(x)=f(g(x)) olmak üzere F′(x)=f′(g(x))⋅g′(x)F'(x)=f'(g(x))\cdot g'(x) olarak da ifade edilebilir.
Zincir kuralı fonksiyonlarda türev alma işlemini kolaylaştıran bir yöntem olduğundan trigonometrik fonksiyonlar için de geçerlidir ve uygulanabilir. Bir örnek ile bu kuralın uygulanışını trigonometrik fonksiyonlar üzerinden gösterelim.
f(x)=cos(2x)f(x)=cos(2x) fonksiyonunun türevini alırken içteki fonksiyon yani g(x)=2xg(x)=2x yazılır. cos(x)cos(x) 'in türevi −sin(x)-sin(x) olduğundan içteki fonksiyonu değiştirmeden türev aldığımızda dıştaki fonksiyonun türevi −sin(2x)-sin(2x) olur. Sonuç olarak içteki fonksiyonun türevi g′(x)=2g'(x)=2 için f′(x)=−sin(2x)⋅2=−2sin(2x)f'(x)=-sin(2x)\cdot 2= -2sin(2x) olarak bulunur.[4]
İntegral Tanımı ve Trigonometrik İntegraller
İntegral terimi matematikte birçok kavramı ifade edebilir. En yaygın anlamı sürekli bir bölgenin içeriğini bulmak için sonsuz küçük parçaya bölerek hesaplama işlemidir. Temel hesaplamalarda kullanılan Riemann integrali, kalkülüste alan hesabı olarak yorumlanabilir. Riemann integrali iki şekilde sınıflandırılabilir: belirli integraller ve belirsiz integraller. Belirli bir a,b aralığını hesaplıyorsak ∫abf(x)dx\int_a^b f(x)dx şeklinde yazılırken belirsiz integralde bir aralık söz konusu değildir ve ∫f(x)dx\int f(x)dx şeklinde gösterilir.
Trigonometrik Fonksiyonların İntegralleri
Genel olarak en basit ifadeyle integralin içindeki fonksiyon, aradığımız fonksiyonun türevi alınmış şeklidir denebilir. Ancak burada aradığımız fonksiyonda türevi alınmış ve integral içine yazılmayan bir sabit olabilir. Bu sebeple yaygın olarak bu sabit integral sabiti olarak ifade edilir ve CC ile gösterilir. Örneğin cosx fonksiyonu, sinx fonksiyonunun türevi olmak üzere ∫acosnxdx=ansinnx+C\int a cosnx dx=\frac{a}{n}sinnx+C formülü kullanılır. Birçok trigonometrik integral formülü mevcuttur. En temel trigonometrik fonksiyonların integral formülleri,
∫sinaxdx=−1acosax+C\int sinaxdx=-\frac{1}{a}cosax+C
∫cosaxdx=1asinax+C\int cosaxdx=\frac{1}{a}sinax+C
∫tanaxdx=−1aln∣cosax∣+C\int tanaxdx= -\frac{1}{a}ln\mid cosax\mid+C
∫secaxdx=1aln∣secax+tanax∣+C\int secaxdx=\frac{1}{a}ln \mid secax+tanax \mid +C
∫cscaxdx=1aln∣cscax−cotax∣+C\int cscaxdx=\frac{1}{a}ln\mid cscax-cotax\mid +C
∫cotaxdx=1aln∣sinax∣+C\int cotaxdx=\frac{1}{a}ln \mid sinax\mid +C
şeklinde listelenebilir.
Ters Trigonometrik Fonksiyonların İntegrali
Yine en temel ters trigonometrik fonksiyonların formülleri şu şekildedir:
∫arcsinxdx=xarcsinx+1−x2+C\int arcsinxdx= xarcsinx +\sqrt{\smash[b] 1-x^2}+C
∫arccosxdx=xarccosx−1−x2+C\int arccosxdx=xarccosx-\sqrt{\smash[b]{1-x^2}} +C
∫arctanxdx=xarctanx−ln(x2+1)2+C\int arctanxdx= xarctanx-\frac{ln(x^2+1)}{2}+C
∫arccotxdx=xarccotx+ln(x2+1)2+C\int arccotxdx= xarccotx+\frac{ln(x^2+1)}{2}+C
∫arcsecxdx=xarcsecx−ln(∣x∣+x2−1)+C\int arcsecxdx= xarcsecx-ln( \mid x\mid +\sqrt{\smash[b]{x^2-1}})+C
∫arccscxdx=xarccscx+ln(∣x∣+x2−1)+C\int arccscxdx= xarccscx+ln( \mid x \mid + \sqrt{\smash[b]{x^2-1}})+C
İntegral içinde bulunmayan ancak ters trigonometrik fonksiyonlarla sonuçlanan integraller de mevcuttur.[5]
Euler Özdeşliği ve Karmaşık Trigonometrik Fonksiyonlar
Karmaşık cos ve sin fonksiyonları üstel ifadeler şeklinde yazılabilir. Bu kullanım özellikle integral çözümlerinde kolaylık sağlamaktadır. Her reel θ\theta değeri için eiθ=cosθ+isinθe^{i\theta}=cos\theta+isin\theta formülü geçerlidir. Euler Özdeşliği olarak bilinen bu denklem bize her kompleks a+iba+ib için ea+ibe^{a+ib} değerini ea⋅eibe^a \cdot e^{ib} şeklinde tanımlamamızı sağlar. Euler denkleminde θ\theta değerini radyan cinsinden π\pi olarak yazarsak eiπ=cosπ+isinπe^{i\pi}=cos\pi+isin\pi elde ederiz. cosπ=−1cos\pi=-1 ve sinπ=0sin\pi=0 değerlerine sahip olduğundan denklem eiπ+1=0e^{i\pi}+1=0 şeklinde yazılabilir ve bu ifade matematikteki en önemli beş sabiti biraraya getirir.
Karmaşık trigonometrik fonksiyonlara gelirsek temel iki ifadeyi yazmamız yeterli olacaktır:
cosz=12(eiz+e−iz)cosz=\frac{1}{2}(e^{iz}+e^{-iz})
sinz=−i2(eiz−e−iz)sinz=-\frac{i}{2}(e^{iz}-e^{-iz})
Hiperbolik Fonksiyonlar
Euler formülü trigonometrik ve hiperbolik fonksiyonlar arasında bağlantı kurmamızı sağlar. Hiperbolik fonksiyonlar kompleks düzlemde dairesel açılar olarak da ifade edilebilir. Aralarındaki ilişki −isin(iz)=sinh(z),cos(iz)=cosh(z),−itan(iz)=tanh(z),icot(iz)=coth(z),sec(iz)=sech(z),icsc(iz)=csch(z)-isin(iz)=sinh(z), cos(iz)=cosh(z), -itan(iz)=tanh(z), icot(iz)=coth(z), sec(iz)=sech(z), icsc(iz)=csch(z)şeklinde gösterilebilir. Karmaşık özdeşliklerden ise
sin(x+iy)=(sinxcoshy)+i(cosxsinhy)sin(x+iy)=(sinxcoshy)+i(cosxsinhy)
cos(x+iy)=(cosxcoshy)−i(sinxsinhy)cos(x+iy)=(cosxcoshy)-i(sinxsinhy)
eşitliklerinden bahsedilebilir.[6]
Hiperbolik fonksiyonlar;
- sinhx=ex−e−x2sinhx=\frac{e^x-e^{-x}}{2},
- coshx=ex+e−x2coshx=\frac{e^x+e^{-x}}{2},
- tanhx=sinhxcoshxtanhx=\frac{sinhx}{coshx},
- cothx=coshxsinhxcothx=\frac{coshx}{sinhx},
- sechx=(coshx)−1sechx=(coshx)^{-1},
- cschx=(sinhx)−1cschx=(sinhx)^{-1} şeklinde gösterilmektedir.
Küresel Trigonometri
Küresel trigonometride, kürenin yüzeyindeki üçgenler incelenir. Kürenin yüzeyine yarıçapı RR olan, merkez noktası O=(0,0,0)O=(0,0,0) olan ve köşe noktalarındaki açıları A,BA, B ve CC olan bir üçgen çizelim.
/content/9bf2cdb3-ebf9-4fdc-89b3-4a33119adcd9.png)
Kürenin merkezinden köşelere olan vektörler a≡OA→,b≡OB→,c≡OC→a\equiv\overrightarrow{OA}, b\equiv\overrightarrow{OB},c\equiv\overrightarrow{OC}
olacaktır. Üçgenin kenar uzunlukları, yani yay uzunlukları, a′,b′a', b' ve c′c' olmak üzere a=Ra′,b=Rb′a=Ra', b=Rb' ve c=Rc′c=Rc' eşitlikleri yazılır. Sonuç olarak;
- a⋅b=R2cosc′a\cdot b=R^2cosc',
- a⋅c=R2cosb′a\cdot c=R^2cosb' ve
- b⋅c=R2cosa′b\cdot c=R^2cosa' elde edilir.
AOBAOB ve AOCAOC düzlemleri arasındaki AA açısı, düzlemlere dik doğruların nokta çarpımı kullanılarak hesaplanabilir. Yapılan vektörel çarpımlarla da küresel trigonometrik özdeşlikler elde edilir.[7]
Sonuç
Bir binanın yanında duran ve binanın yüksekliğini merak eden bir çocuğun ihtiyacı olan bilgiler sadece bina ile arasındaki mesafe ve binanın bitiş noktasıyla yaptığı açı. Böylece trigonometrik formüller kullanılarak binanın yüksekliği bulunabilir. Günümüzde trigonometri sayesinde bir uçağın rotasının yönü, hızı ve eğimi hesaplanabilmektedir. Aynı zamanda astronomide roketlerin tasarlanması, fırlatılması vs. gibi görevlerde mutlak ihtiyaç duyulmaktadır. Bunun gibi günlük hayatta birçok kullanım alanına sahip olan trigonometri her bireyin belli düzeyde bilgi sahibi olması gereken temel bir matematik disiplinidir.
Evrim Ağacı'nda tek bir hedefimiz var: Bilimsel gerçekleri en doğru, tarafsız ve kolay anlaşılır şekilde Türkiye'ye ulaştırmak. Ancak tahmin edebileceğiniz gibi Türkiye'de bilim anlatmak hiç kolay bir iş değil; hele ki bir yandan ekonomik bir hayatta kalma mücadelesi verirken...
O nedenle sizin desteklerinize ihtiyacımız var. Eğer yazılarımızı okuyanların %1'i bize bütçesinin elverdiği kadar destek olmayı seçseydi, bir daha tek bir reklam göstermeden Evrim Ağacı'nın bütün bilim iletişimi faaliyetlerini sürdürebilirdik. Bir düşünün: sadece %1'i...
O %1'i inşa etmemize yardım eder misiniz? Evrim Ağacı Premium üyesi olarak, ekibimizin size ve Türkiye'ye bilimi daha etkili ve profesyonel bir şekilde ulaştırmamızı mümkün kılmış olacaksınız. Ayrıca size olan minnetimizin bir ifadesi olarak, çok sayıda ayrıcalığa erişim sağlayacaksınız.
Makalelerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu makalemizle ilgili merak ettiğin bir şey mi var? Buraya tıklayarak sorabilirsin.
Soru & Cevap Platformuna Git- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- ^ EBSCO. Trigonometry. (1 Ocak 2022). Alındığı Tarih: 9 Haziran 2026. Alındığı Yer: EBSCO | Arşiv Bağlantısı
- ^ I. Hasan. Unit Circle And Trigonometric Values. (22 Aralık 2022). Alındığı Tarih: 7 Haziran 2026. Alındığı Yer: The Mathematics Master | Arşiv Bağlantısı
- ^ GeeksforGeeks. Trigonometric Identities. (10 Şubat 2026). Alındığı Tarih: 7 Haziran 2026. Alındığı Yer: GeeksforGeeks | Arşiv Bağlantısı
- ^ Mathsathome. The Chain Rule Made Easy: Examples And Solutions. Alındığı Tarih: 9 Haziran 2026. Alındığı Yer: Mathsathome | Arşiv Bağlantısı
- ^ G. Strang, et al. Integrals Resulting In Inverse Trigonometric Functions And Related Integration Techniques. Alındığı Tarih: 9 Haziran 2026. Alındığı Yer: Open Stax | Arşiv Bağlantısı
- ^ E. W. Weisstein. Trigonometry. Alındığı Tarih: 9 Haziran 2026. Alındığı Yer: Wolfram Mathworld | Arşiv Bağlantısı
- ^ E. W. Weisstein. Spherical Trigonometry. Alındığı Tarih: 9 Haziran 2026. Alındığı Yer: Wolfram Mathworld | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 29/06/2026 23:50:38 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/23147
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.