Trigonometrie Rechner: sin, cos, tan, Sinus- und Kosinussatz
Berechne sin, cos, tan und deren Umkehrfunktionen; wende Sinus- und Kosinussatz auf beliebige Dreiecke an. Grad oder Radiant, Pythagoras-Identität. Vier Modi.
Berechnungsfehler melden
Hilf uns zu verbessern. Beschreibe, was an der Berechnung nicht stimmt.
Ergebnis
| Voce | Valore |
|---|
Alle Details anzeigen
Ergebnis teilen
Haftungsausschluss: Diese Berechnung ist rein indikativ. Für wichtige Entscheidungen konsultieren Sie einen Fachmann.
Trigonometrische Funktionen
Die trigonometrischen Funktionen verknüpfen Winkel mit Seitenlängen im rechtwinkligen Dreieck: sin θ = Gegenkathete/Hypotenuse, cos θ = Ankathete/Hypotenuse, tan θ = sin θ/cos θ. Auf dem Einheitskreis erfüllt der Punkt (x, y) bei Winkel θ: x = cos θ, y = sin θ. Damit sind sin und cos für alle reellen Zahlen definiert, nicht nur für spitze Winkel.
Grad und Radiant
Volle Umdrehung: 360° = 2π rad. Umrechnung: θ_rad = θ_deg · π/180. Besondere Winkel: 30° = π/6, 45° = π/4, 60° = π/3, 90° = π/2. In Mathematik und Physik bevorzugt man Radiant, weil die Ableitungen einfacher sind (d/dθ sin θ = cos θ gilt nur im Bogenmaß).
Grundidentitäten
Wichtigste ist die Pythagoras-Identität sin²θ + cos²θ = 1. Daraus folgen 1 + tan²θ = sec²θ und 1 + cot²θ = csc²θ. Additionstheoreme: sin(a±b) = sin a·cos b ± cos a·sin b; cos(a±b) = cos a·cos b ∓ sin a·sin b. Doppelwinkel: sin 2θ = 2sin θ·cos θ; cos 2θ = 1 − 2sin²θ; tan 2θ = 2tan θ/(1 − tan²θ).
Umkehrfunktionen
Die Umkehrfunktionen (Arkussinus, -kosinus, -tangens) liefern den Winkel aus dem Funktionswert. Bereiche: arcsin [−π/2, π/2]; arccos [0, π]; arctan (−π/2, π/2). Die Funktion atan2(y, x) gibt den Winkel in (−π, π] zurück und berücksichtigt die Vorzeichen beider Argumente — numerisch robuster als arctan(y/x).
Sinussatz
In jedem Dreieck: a/sin A = b/sin B = c/sin C = 2R, wobei R der Umkreisradius ist. Löst ASA-, AAS- und SSA-Fälle (SSA ist mehrdeutig: 0, 1 oder 2 Lösungen). Beispiel: A = 30°, B = 70°, a = 10 → C = 80°, b ≈ 18,79, c ≈ 19,70.
Kosinussatz
Verallgemeinerung des Satzes von Pythagoras: c² = a² + b² − 2ab·cos C. Bei C = 90° ist cos C = 0 und es gilt Pythagoras. Löst SSS- und SAS-Fälle.
Dreiecksfläche
Zwei Seiten und eingeschlossener Winkel: A = ½·a·b·sin C. Drei Seiten (Heron): A = √(s(s−a)(s−b)(s−c)) mit s = (a+b+c)/2. Umkreis: A = abc/(4R).
Weitere Beziehungen
- Inkreisradius r = A/s; Umkreisradius R = abc/(4A).
- Seitenhalbierende: m_a = ½√(2b² + 2c² − a²).
- Winkelhalbierende: t_a = 2bc·cos(A/2)/(b+c).
- Mollweide-Formel: (a+b)/c = cos((A−B)/2)/sin(C/2).
Bedienung
Vier Modi: Grundfunktionen (Winkel in Grad oder Radiant → sin, cos, tan, cot, sec, csc); Umkehrfunktion; Sinussatz; Kosinussatz (SAS oder SSS → fehlende Seiten/Winkel und Fläche).
Anwendungen
Schwingungen (mechanische, elektromagnetische, Schallwellen), Rotationen, 3D-Grafik und Robotik, Navigation, Bauingenieurwesen, Geodäsie, Signalanalyse (Fourier), Musiktheorie, Architektur, Astronomie (Parallaxe).
Geschichte der Trigonometrie und der Einheitskreis
Die Trigonometrie entstand aus der Astronomie: Hipparchos von Nikaia (um 150 v. Chr.) erstellte die erste Sehnentafel, den Vorläufer des Sinus, um Himmelspositionen zu berechnen. Ptolemäus verfeinerte sie im Almagest, während indische Mathematiker die Funktion jya einführten (woraus über das Arabische das Wort „Sinus" entstand) und arabische Gelehrte wie al-Battani Sinus, Kosinus und Tangens in heutiger Form entwickelten. Die moderne Definition beruht auf dem Einheitskreis: für einen Winkel θ ist der Kosinus die x-Koordinate und der Sinus die y-Koordinate des zugehörigen Punktes auf einem Kreis mit Radius 1. Daraus folgt die pythagoreische Identität sin²θ + cos²θ = 1. Winkel werden in Grad (Vollkreis = 360°) oder Radiant (Vollkreis = 2π) gemessen: 1 Radiant ≈ 57,3°.
Grundlegende Identitäten und praktische Anwendungen
Die sechs trigonometrischen Funktionen sind durch grundlegende Beziehungen verbunden: tan θ = sin θ/cos θ, cot θ = 1/tan θ, sec θ = 1/cos θ, csc θ = 1/sin θ. Zum Lösen beliebiger Dreiecke nutzt man den Sinussatz (a/sin A = b/sin B = c/sin C = 2R, mit R dem Umkreisradius) und den Kosinussatz (c² = a² + b² − 2ab·cos C), der Pythagoras auf nicht rechte Winkel verallgemeinert. Anwendungen gibt es überall: die Triangulation in Vermessung und GPS, die Berechnung von Sterndistanzen durch Parallaxe, die Beschreibung von Wellen und Wechselströmen in der Physik, die Analyse von Strukturen im Ingenieurwesen. Jedes periodische Phänomen wird über die Fourier-Analyse durch Sinus und Kosinus beschrieben.
Aktualisiert im Juli 2026
Kommentare (0)
Anmelden um zu kommentieren.
Noch keine Kommentare. Sei der Erste!