Elke waarheid heeft vier hoeken.
Als leraar zal ik je een hoek geven,
het is aan jou om de andere drie te vinden.
(Confucius Chinees filosoof 551 v. C. - 479 v. C.)
Praktijk
Suggesties voor pass/kkende
inhoud zijn welkom!
Bereken uw dakhelling
De dakhelling (=hellingshoek) bepaalt mede welke dakvensters gebruikt
kunnen worden en welke niet.
VELUX heeft een handige calculator ontwikkeld waarmee op eenvoudige wijze
de dakhelling berekend kan worden.
KUNNEN / VAARDIGHEDEN
- Het kunnen berekenen van
de tangens van een hoek in een rechthoekige
driehoek
- Hoeken berekenen m.b.v. de tangens
als de rechthoekszijden gegeven zijn.
- Zijden berekenen
in een rechthoekige driehoek met gegeven hoek en zijde
- Hoeken / zijden
berekenen in een rechthoekige driehoek met tangens, sinus of cosinus
- Hoeken / zijden berekenen
in een ruimtelijk figuur m.b.v. goniometrie
- Zijden berekenen m.b.v. goniometrie
en/of met de stelling van Pythagoras
- Hellingspercentage
kunnen berekenen
- Hoogtelijn-methode
gebruiken bij berekeningen in driehoeken
- Iso-hoogtelijnen aflezen
en hoogteverschillen kunnen tekenen
Goniometrie: Het werken met tangens, sinus en
cosinus noem je goniometrie.
De goniometrie of trigonometrie (Grieks: τρι = drie, γωνια (gonia)
= hoek en μετρειν (metrein) = meten) is een tak van de wiskunde die zich bezighoudt
met driehoeken en in het bijzonder de oorspronkelijk op driehoeken gebaseerde
goniometrische functies zoals sinus (sin), cosinus (cos) en
tangens (tan).
De goniometrie hoort bij de vlakke meetkunde, omdat alle berekeningen gebaseerd zijn op de eigenschappen van gelijkvormige
driehoeken.
Goniometrie
wordt dan ook wel driehoeksmeting genoemd.
Rechthoekige driehoeken: Bij goniometrie werk je altijd in rechthoekige
driehoeken.
In deze driehoeken heb je drie zijden, waarvan twee grenzen
aan de rechte hoek; de zogenoemde rechthoekszijden (rhz).
Langste zijde <=> schuine zijde:
De derde zijde is bij een rechthoekige driehoek altijd de langste
zijde (lz)
(bij Pythagoras: hypothenusa);
- de langste zijde ligt altijd tegenover de haakse hoek
- de langste zijde verbindt beide scherpe hoeken met elkaar.
De schuine zijde hoeft niet persé 'schuin' te zijn maar kan ook verticaal-
of horizontaal lopen. Daarom is 'schuine zijde' geen juiste benaming
en kan beter gesproken worden van 'langste zijde'.
Overstaande- / aanliggende rechthoekszijden:
De rechthoekszijde die tegenover de hoek ligt van waaruit je
kijkt is de overstaande (rechthoeks)zijde;
=> de zijde die NIET aan de hoek vast zit..
De rechthoekszijde die aan de hoek grenst van waaruit je kijkt is de
aanliggende (rechthoeks)zijde;
=> de zijde die WEL aan de hoek vast zit.
|
Vanuit
hoek H1
bekeken: |

|
|
Vanuit
hoek
H2
bekeken: |
 |
 |
Hellingsgetal:
Bij een helling heb je altijd te maken met
een horizontale- en een verticale verplaatsing die
loodrecht
op elkaar staan.
.
Bij iedere helling hoort een hellingshoek. Hoe groter de hellingshoek,
hoe steiler de helling.
Hoe steil een helling is, kun je aangeven met het hellingsgetal.
Het hellingsgetal bereken je door de
hoogte (de verticale verplaatsing) te delen door de afstand
(horizontale verplaatsing).
|
hellingsgetal =
|
hoogte
|
= |
toename y |
= |
∆y |
|
afstand
|
toename x |
∆x |
Het hellingsgetal van een hoek wordt ook wel de tangens van een hoek genoemd.
Hellingshoek:
De hoek die een helling maakt met de grond,
noem je de hellingshoek.
Een hellingspercentage van 10%, zoals aangegeven
op het verkeersbord hiernaast,
betekent dat bij elke meter die je horizontaal aflegt, de weg 0,10 meter
(= 10 cm) stijgt.
Over 100 meter zou dat dan 10 meter stijging betekenen.
Bij een stijgingspercentage van 10% is de verhouding tussen de hoogte (h)
en de afstand (a) gelijk aan 0,10 (namelijk in dit geval h/a
= 10/100 = 0,10).
Met tan-1 (inverse/omgekeerde tangens) vinden we dan een
hellingshoek van ongeveer 5,71.59º ≈ 6º
(doorgaans worden hoeken afgerond op hele graden)
|
hoek |
1º |
5º |
10º |
20º |
30º |
40º |
50º |
60º |
70º |
80º |
90º |
|
verhouding h / x |
0,017 |
0,087 |
0,176 |
0,364 |
0,577 |
0,839 |
1,192 |
1,732 |
2,747 |
5,671 |
Error |
Tangens:
In plaats van het hellingsgetal mag je ook spreken van de tangens (tan).
Zo betekenen de twee uitspraken hieronder hetzelfde:
- het hellingsgetal van 31° is afgerond op één decimaal = 0,6
- de tangens van 31° is afgerond op één decimaal = 0,6 (tan 31° ≈ 0,6)
Met de tangens kan je berekeningen maken tussen hoek en hellingsgetal.
Met dit hellingsgetal kan je dan een onbekende rechthoekszijde uitrekenen.
Logisch dat bij een rechthoekige driehoek Pythagoras
af en toe om de hoek komt kijken.

Tangens (tan): De tangens van een hoek is de verhouding tussen
overstaande rechthoekszijde en de aanliggende r.h.z.
Je kunt ook zeggen: de tangens is de uitkomst van een deling.
Vanuit hoek A is zijde AB dan de aanliggende r.h.z. van ÐA en BC de overstaande r.h.z..

Sinus (sin):
De sinus van een hoek is de verhouding
tussen overstaande rechthoekszijde en de langste zijde.
Vanuit hoek A is zijde BC dan de overstaande r.h.z. ÐA en AC de langste zijde.

Cosinus (cos): De cosinus van een hoek is de verhouding tussen
aanliggende rechthoekszijde en de langste zijde.
Vanuit hoek A is zijde AB dan de aanliggende r.h.z. van ÐA en AC de langste zijde.

Gelijkvormig:
Twee driehoeken
heten gelijkvormig als de één een vergroting is van de ander. Bij die
vergroting blijven de hoeken gelijk; twee driehoeken zijn gelijkvormig als
ze gelijke hoeken hebben.
Om aan te tonen dat twee driehoeken gelijkvormig zijn is het voldoende om
te bewijzen dat ze twee gelijke hoeken hebben; de derde is dan vanzelf ook
gelijk, want de som van de hoeken van een driehoek is altijd 180°
(hoekensom ∆ = 180
Zowel bij goniometrie als bij Pythagoras wordt uitgegaan van rechthoekige driehoeken.
Twee rechthoekige
driehoeken zijn gelijkvormig als ze één scherpe hoek gelijk hebben.
Hoogtelijn:
Een hoogtelijn is een lijn (in een driehoek) vanuit een
hoekpunt naar de zijde tegenover die hoek.
De hoogtelijn staat loodrecht
op die tegenover liggende zijde.
Bij berekeningen in driehoeken die niet rechthoekig zijn, is het vaak
handig om een hoogtelijn te tekenen.
Met die hoogtelijn kun je twee rechthoekige
driehoeken maken in een niet-rechthoekige-driehoek.
Door die hoogtelijn ontstaan er twee rechthoekige driehoeken waarin de goniometrische
formules en/of de stelling van Pythagoras weer kunt gebruiken.
Goniometrische verhoudingen: Naast de formules voor de sinus,
cosinus en de tangens zijn er ook nog tal van
andere goniometrische
verhoudingen, zoals:
tan Ð A = sin Ð A :
cos Ð A
of (sin
Ð A)²+ (cos Ð A)² = 1
sin, cos of tan:
Bij hoekberekeningen in rechthoekige
driehoeken moet je vaak eerst
beslissen welke goniometrische verhouding je gaat gebruiken. Let dan
goed op de verstrekte gegevens en wat er gevraagd wordt.
Jouw beslissing is dus
afhankelijk van welke zijden of welke hoek de maten bekend zijn.
Door oefenen krijg je ervaring in
het herkennen van de situatie en de manier van oplossen.
Regelmatig moet je ook de 'Stelling van Pythagoras' gebruiken of de
regel 'hoekensom driehoek = 180º
'
Stappenschema goniometrieberekeningen:
1) Maak een schets als
deze nog niet gegeven is
en schrijf alle verstrekte gegevens bij de hoeken
en lijnstukken.
2) Kies de juiste 'regel' en schrijf deze op:

3) Vul recht onder de 'regel' in wat je weet ...
4) Reken het gevraagde uit. Gebruik zo nodig een rekenwolk.
5) Vergeet niet het eindantwoord duidelijk (apart van de
berekening) te formuleren.
Voorbeelduitwerkingen:
tangensuitwerkingen
| sinusuitwerkingen
|
cosinusuitwerkingen
Rekenmachine: Voor het berekenen van
hoeken of zijden met behulp van cos(inus), sin(us) en tan(gens),
zijn de volgende knoppen van de rekenmachine nodig:

Het is wel belangrijk te controleren of de rekenmachine goed ingesteld staat
op graden (eng: degree):
klik achtereenvolgens
op <mode> en stel <D> of <DEG> in.
Probeer maar eens uit of bij het intoetsen van de hoeken uit de tabel over
hellingshoeken de juiste verhouding komt; dus: tan (10)
geeft 0,17633...
.
Sommige rekenmachines zetten altijd een
haakje ' ( ' achter de sin, cos of de tan.
Zorg
dan dat je na het invoeren van de hoekgrootte weer afsluit met een haakje
( ) )
Het graden-teken (°-teken) hoef je
niet in te vullen op je rekenmachine
De omgekeerde (inverse) bewerking doe
je met de shift-knop
; (bij andere rekenmachines
de (second)-knop
).
Als je hierna op de gewone tan-knop drukt krijgt je tan-1
(inverse tan) die boven deze knop vermeld staat.
dus: tan-1 0,17633... geeft dan weer 10º
(afgerond)
(
0,17633 =
10, 00017)

Met sin-1, cos-1 of tan-1 kun je bij een
goniometrische verhouding dus de
grootte van de hoek berekenen.
tan Ð A = 7/13
Ð A ≈ 28,3° ≈ 28°
Wanneer gebruik je nu de tangens en wanneer de shift-tan?
Met het knopje 'tan' kun je van een hoek in hele
graden de 'tangens' (= verhouding) uitrekenen.
Met shift-tan reken je de hoek uit in hele graden die hoort bij een
'tangens' (=verhouding).
Kortom: Als je hoek weet gebruik je tan, en wil je juist de hoek weten
dan gebruik je shift-tan.
Ezelsbruggetje:
SOSCASTOA:
S O S !! Cas
geeft de Toa vermoord!
Er zijn verschillende ezelsbruggetjes om de relaties tussen hoeken en zijden
te onthouden. Een geheugensteun om de sinus, cosinus en de tangens te onderscheiden:
SOLCALTOA
SOL: Sinus =
Overstaande rechthoekszijde /
Langste zijde
CAL: Cosinus =
Aangrenzende rechthoekszijde /
Langste zijde
TOA: Tangens =
Overstaande rechthoekszijde /
Aangrenzende rechthoekszijde
SOSCASTOA <=> SOLCALTOA: De term 'schuine zijde' is eigenlijk
niet helemaal juist; er kan beter gesproken worden van 'langste
zijde'.
De langste zijde (lz) van een rechthoekige driehoek
ligt altijd tegenover de haakse hoek.

Pythagoras: Zowel bij goniometrie als bij Pythagoras wordt er veelal gewerkt met
rechthoekige driehoeken.
Zorg dat je het eerder geleerde schema bij de Stelling van Pythagoras nog kunt uitvoeren
'Piet' komt bij dit onderwerp regelmatig om de hoek kijken!
Hoogtelijn: In veel figuren komt geen rechthoekige driehoek voor. Je kunt die
dan vaak zelf maken door een hulplijn of hoogtelijn te tekenen.
Deze techniek kwam eerder ook bij bij de behandeling van de Stelling van
Pythagoras aan de orde.
Ook kun je kijken of er sprake is van
symmetrie.
Schetsen: Het is ALTIJD verstandig een schets te maken bij een talige
opdracht.
Probeer dan eerst een rechthoekige driehoek te zoeken. Als
je die vindt, kun je Pythagoras of goniometrie gebruiken.
Uitwerken:
Stappenschema bij het uitwerken van goniometrische opgaven:
1) Lezen: Bestudeer de gegevens en lees de opdracht;
maak eventueel een situatieschets
(als deze nog niet gegeven is) en zet alle
bekende afmetingen en hoekpunten bij de lijnstukken
(Bij Pythagoras- en goniometrie-opgaven heb je
altijd een rechthoekige driehoek nodig)
2) Formule kiezen: Gebruik je de sinus, cosinus
of tangens?

Schrijf deze
formule beknopt bovenaan de uitwerking
3) Invullen: Vul de de verstrekte gegevens in de
formule in
4) Berekenen: Berekenen het gevraagde antwoord.
Gebruik indien nodig de
rekenwolk
hiernaast
Probeer de tussenstappen onder elkaar uit te werken
5) Eindantwoord beknopt apart formuleren
(hoeken worden doorgaans op helen afgerond; lengten worden
meestal met 2 decimalen nauwkeurig aangegeven;
vergeet de juiste eenheid niet)
Ook een eigen stijl van
uitwerken dient te voldoen aan de regels en gewoonten van de wiskunde.
Kom tijdig tijdens de lessen vragen of jouw manier goedgekeurd wordt.
Doe dat nooit vlak voor een toets (de foute manier is dan al teveel
ingeslepen). Tijdens een toets vragen is natuurlijk helemaal uit den
boze !
Afronden: Geef het antwoord in één decimaal nauwkeuriger dan de
verstrekte gegevens, tenzij anders in de opgave staat aangegeven.
Als er niet wordt aangegeven op hoeveel decimalen je moet afronden, is het
volgende dan gebruikelijk:
- Hoeken ronden we doorgaans af op een hele graden.
- Hellingspercentages rond je af op een heel getal.
- Lengten worden meestal op 2 decimalen nauwkeurig afgerond.
- Een tangens rond je meestal af op 3 decimalen.
- Bij de wetenschappelijke notatie gebruik je 'zoveel mogelijk'
decimalen in de factor.
Spelling:
sinus
(géén sinas!!), cosinus,
tangens (géén gedinges of gehannes met tanges),
steil:
niet vlak/sterk hellend (een steile berg) | glad, niet
krullend (steil haar) | steil - steiler - steilst
stijl:
manier/netjes (stijlvol, stijlloos, stijldansen, stijlkamer) |
wijze (sportieve stijl, schrijfstijl) |
bouwkundige constructie:
deurstijl/deurpost, raamstijlen, trapstijlen
TIP: Steile krijgt
nóóit een n erachter (bijv. naamw.). Het zelfstandige naamwoord
stijlen mag niet zonder n!
TIP
digitaal oefenen: Werk elke opgave eerst
op papier
uit!
|
Situatie 1
Bereken hoek
A
|
Situatie 2
Bereken de aanliggende zijde
|
Situatie 3
Bereken de overstaande zijde
|