Trigonometrische Terme berechnen: Rechenregeln

Regeln

Die folgenden Regeln gelten für trigonometrische Terme und werden häufig bei Aufgaben angewendet:

Quadratsumme von Sinus und Kosinus

$$\sin(x)^2+ \cos(x)^2=1$$​​

Tangens zu Sinus und Kosinus

$$\tan(x)= \frac{\sin(x)}{\cos(x)}$$​​

Winkelverschiebung

Terme vereinfachen/ Beweise

Oftmals sind folgende Schritte hilfreich beim Vereinfachen von trigonometrischen Termen.

Ziel ist es, dass der Term so kurz und einfach wie möglich wird oder, dass man eine Gleichung beweist.

Vorgehen

Tipp: Oftmals muss man die Binomischen Formeln oder auch die Regeln der Potenzrechnung anwenden.

Beispiel - Stimmt die folgende Gleichung?

$$\tan(90°-x)^2+1=\frac{1}{\sin(x)^2}$$

Vereinfache hierfür die linke Seite der Gleichung.

Löse die Winkelverschiebung auf ($$\tan(90°-x)=\frac{1}{\tan(x)}$$):

$$\frac{1}{\tan(x)^2}+1$$​​​

Ersetze den Tangens ($$\tan(x)=\frac{\sin(x)}{\cos(x)}$$):

​$$=\frac{1}{(\frac{\sin(x)}{\cos(x)})^2}+1 \\=\frac{cos(x)^2}{\sin(x)^2}+1$$​​

Fasse die Brüche zusammen:

$$=\frac{\cos(x)^2}{\sin(x)^2}+\frac{\sin(x)^2}{\sin(x)^2} \\=\frac{\cos(x)^2+\sin(x)^2}{\sin(x)^2}$$​​

Ersetze $$\sin(x)^2+\cos(x)^2$$​ mit 1:

$$=\underline{\frac{1}{\sin(x)^2}}$$​​

Die Gleichung stimmt also!

$$\tan(90°-x)^2+1=\underline{\frac{1}{\sin(x)^2}}$$​​