يعد حساب المثلثات واحد من أهم أفرع علم الرياضيات، وهو مشتق من علم الهندسة العامة، ويختص علم حساب المثلثات بدراسة كل ما يتعلق بالمثلثات بجميع أنواعها وخصائصها ومحيطها ومساحتها وتطبيقاتها في الحياة، ويقوم علم حساب المثلثات بشكل خاص على دراسة جيب وجيب تمام الزاوية وظل الزاوية.
بحث عن حساب المثلثات
يعتقد أن علم حساب المثلثات من أقدم العلوم على الأرض، يرجع أصله إلى قدماء المصريين الذين اعتمدوا عليه في بناء العديد من مظاهر حضارتهم وأهمها الأهرامات والمعابد، لكن الفضل الأكبر في وضع قواعد وأسس حساب المثلثات يرجع إلى الإغريق، حيث أن ما وصل إلينا من برديات الفراعنة في هذا الشأن كان قليلا.
كما وصل إلينا من قدماء المصريين القوانين التي وضعوها لحساب مساحة الدائرة، حيث انهم حسبوا مساحة الدائرة عبر رسم مربع حول محيط الدائرة وتكون أضلاعه الأربعة مماسات للدائرة، وبذلك تكون مساحة الدائرة تساوي تسعة أعشار مساحة المربع.
قوانين حساب المثلثات
اعتمد علم حساب المثلثات على المثلثات المتشابهة، حيث يوجد مثلثين متشابهين يكون فيها قياس جميع الزوايا المتقابلة متساوية، فإن أضلاعهما ستكون متناسبة، وتتغير أطوال أضلاع كلا منهما بتغير أطوال أضلاع المثلث الآخر سواء بتكبيره أو بتصغيره.
إذا افترضنا وجود مثلثين abc و klm متشابهين، وكان طول الضلع ab في المثلث الأول يساوي ضعف طول الضلع kl في المثلث الثاني، فإن طولي الضلعين bc وac في المربع الأول يكون ضعف طولي الضلعين lm وkm في المربع الثاني، وتكون النسبة بين الأضلاع المتقابلة في المثلثين متساوية.
الدوال المثلثية الأساسية
تنقسم المثلثات إلى عدة أنواع حسب نوع الزوايا ما بين المثلث حاد الزوايا والقائم الزاوية والمنفرج الزاوية، وعند دراسة الدوال المثلثية فإننا نستخدم المثلث القائم الزاوية فقط، وحسب قانون تشابه المثلثات فإننا نستنتج أنه إذا تساوى قياس زاويتان في مثلثين قائما الزاوية فإن المثلثين متشابهين وتكون أطوال أضلاعهما المتقابلة متناسبة.
بناء على القانون السابق فإن النسبة بين وتر المثلثين والضلع المقابل للزاويتين المتساويتين ستكون متساوية في المثلثين، وسوف تكون عدد ما بين 0 و 1، ويطلق على هذه النسبة “جيب الزاوية جا”، وأثناء إجراء بحث عن حساب المثلثات ستكون التوابع المثلثية الأساسية في المثلثات القائمة المتشابهة كالتالي:
- جيب الزاوية “جا الزاوية” sin: هي النسبة بين طول الضلع المقابل للزاوية القائمة والوتر في المثلث.
- جيب تمام الزاوية “جتا الزاوية” cos: هي النسبة بين طول الضلع المجاور والوتر.
- ظل الزاوية “ظا الزاوية” tan: هي النسبة طول الضلع المقابل وطول الضلع المجاور.
التوابع المثلثية في حساب المثلثات
تمثل جيب الزاوية وجيب التمام وظل الزاوية الدوال الأساسية في حساب المثلثات، ويوجد أيضا عدد من الدوال المثلثية التابعة للدوال السابق ذكرها، والتي يمكننا من خلالها معرفة جميع أطوال أضلاع وقياسات زوايا المثلث من خلال معرفة أطوال أضلاعه الثلاث، أو طول ضلع وزاويتين، أو ضلعين وزاوية في المثلث.
يتم الحصول على نتائج وقيم التوابع المثلثية من خلال نسب الدوال الأساسية في المثلثات القائمة الزاوية المتشابهة، وهذه هي التوابع المثلثية في حساب المثلثات:
- ظل الزاوية “ظا الزاوية” tan: هو النسبة بين جيب الزاوية “جا” وجيب تمام الزاوية “جتا”.
- ظل تمام الزاوية “ظتا الزاوية”: هو النسبة بين جيب تمام الزاوية “جتا” وجيب الزاوية “جا”.
- قاطع الزاوية “قا الزاوية”: هو حاصل قسمة 1 على جيب تمام الزاوية جتا “مقلوب جتا”.
- قاطع تمام الزاوية “قتا الزاوية”: هو قيمة حاصل قسمة 1 على جيب الزاوية جا “مقلوب جا”.
