Przejdź do treści
Poznaj Compass

Trygonometria w figurach płaskich — wzory, przykłady i zadania

W figurze szukamy (albo tworzymy wysokością) trójkąta prostokątnego: bok naprzeciw kąta =csin⁡α=c\sin\alpha, bok przy kącie =ccos⁡α=c\cos\alpha. Pola liczymy z sinusem: równoległobok P=absin⁡αP=ab\sin\alpha, romb P=a2sin⁡αP=a^2\sin\alpha, trójkąt P=12absin⁡γP=\tfrac12 ab\sin\gamma.

Planimetria · matura podstawowa 2 LO → Zobacz na planecie →

Wzory w skrócie

Pole trójkąta aa, bb — boki, γ\gamma — kąt między nimi
P=12absin⁡γP=\tfrac12 ab\sin\gamma
Pole równoległoboku aa, bb — boki, α\alpha — kąt między nimi (ostry lub rozwarty)
P=absin⁡αP=ab\sin\alpha
Pole rombu aa — bok rombu, d1d_1, d2d_2 — przekątne
P=a2sin⁡α=12d1d2P=a^2\sin\alpha=\tfrac12 d_1d_2
Sinus kąta rozwartego np. sin⁡150∘=sin⁡30∘\sin 150^\circ=\sin 30^\circ
sin⁡(180∘−α)=sin⁡α\sin(180^\circ-\alpha)=\sin\alpha

Boki i pola figur z sinusem i cosinusem

Funkcje trygonometryczne w figurach płaskich to zawsze ten sam ruch: znajdujesz (albo tworzysz wysokością) trójkąt prostokątny z danym kątem i liczysz brakujący bok z definicji: bok naprzeciw kąta =csin⁡α=c\sin\alpha, bok przy kącie =ccos⁡α=c\cos\alpha, bok naprzeciw == bok przy kącie ⋅tg⁡α\cdot\operatorname{tg}\alpha (cc — przeciwprostokątna). Pola liczysz ze wzorów z sinusem: trójkąt P=12absin⁡γP=\tfrac12 ab\sin\gamma, równoległobok P=absin⁡αP=ab\sin\alpha, romb P=a2sin⁡α=12d1d2P=a^2\sin\alpha=\tfrac12 d_1d_2 — kąt między bokami może być rozwarty, bo sin⁡(180∘−α)=sin⁡α\sin(180^\circ-\alpha)=\sin\alpha.

  • Przeciwprostokątna 1212, kąt 30∘30^\circ: bok naprzeciw =12⋅12=6=12\cdot\tfrac12=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{6}}, bok przy kącie =12⋅32=63=12\cdot\tfrac{\sqrt3}{2}=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{6\sqrt3}}.
  • Trójkąt o bokach 55 i 88 z kątem 150∘150^\circ między nimi: P=12⋅5⋅8⋅sin⁡150∘=20⋅12=10P=\tfrac12\cdot5\cdot8\cdot\sin150^\circ=20\cdot\tfrac12=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{10}}.
  • Równoległobok o bokach 44 i 77 z kątem 135∘135^\circ: P=4⋅7⋅22=142P=4\cdot7\cdot\tfrac{\sqrt2}{2}=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{14\sqrt2}}.
  • Romb o boku 55 i kącie 30∘30^\circ: P=25⋅12=12,5P=25\cdot\tfrac12=12{,}5, więc d1⋅d2=2P=25d_1\cdot d_2=2P=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{25}}.
  • Ramię trapezu 88, kąt przy podstawie 60∘60^\circ: h=8sin⁡60∘=43h=8\sin60^\circ=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{4\sqrt3}}, rzut ramienia =8cos⁡60∘=4=8\cos60^\circ=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{4}}.

Kąty rozwarte i zadania z trapezem na maturze

Na maturze: karta wzorów CKE podaje P=12absin⁡γP=\tfrac12 ab\sin\gamma, wartości sin⁡\sin, cos⁡\cos, tg⁡\operatorname{tg} dla 30∘30^\circ, 45∘45^\circ, 60∘60^\circ oraz sin⁡(180∘−α)=sin⁡α\sin(180^\circ-\alpha)=\sin\alpha — kąty 120∘120^\circ, 135∘135^\circ, 150∘150^\circ zamieniasz na 60∘60^\circ, 45∘45^\circ, 30∘30^\circ. Za 1 pkt pytają o pole równoległoboku lub rombu z kątem rozwartym albo odwrotnie: dane pole i jeden bok, szukany drugi bok — wtedy dzielisz pole przez bsin⁡αb\sin\alpha. Za 2 pkt (zadanie otwarte) dostajesz trapez albo kwadrat z odcinkiem prostopadłym: opuść wysokość, nazwij kąt, odczytaj sin⁡\sin i cos⁡\cos z jednego trójkąta i użyj ich w drugim. Pułapka: mylenie sin⁡\sin z cos⁡\cos — sinus to bok naprzeciw kąta.

Przykłady krok po kroku

Każdy przykład to inny typ zadania z tego tematu: najpierw sposób, potem zadanie rozwiązane krok po kroku.

Przykład 1 Bok trójkąta prostokątnego z sinusa, cosinusa lub tangensa

16ABC
Trójkąt prostokątny ABC: kąt prosty przy C, przeciwprostokątna |AB| = 16, sin A = 3/4

Wybierasz funkcję po tym, które boki występują (naprzeciw kąta, przy kącie, przeciwprostokątna), i liczysz brakujący bok z definicji sinusa, cosinusa lub tangensa.

Zadanie W trójkącie prostokątnym ABCABC kąt przy wierzchołku CC jest prosty, ∣AB∣=16|AB|=16 oraz sin⁡∠BAC=34\sin\angle BAC=\frac34. Oblicz długości przyprostokątnych BCBC i ACAC.

  1. Naprzeciw kąta AA leży bok BCBC, a ABAB to przeciwprostokątna — znam więc dokładnie te boki, które występują w definicji sinusa: sin⁡A=∣BC∣∣AB∣\sin A=\frac{|BC|}{|AB|}.
  2. Stąd ∣BC∣=∣AB∣⋅sin⁡A=16⋅34=12|BC|=|AB|\cdot\sin A=16\cdot\frac34=12.
  3. Drugą przyprostokątną najszybciej daje twierdzenie Pitagorasa: ∣AC∣2=162−122=256−144=112|AC|^2=16^2-12^2=256-144=112, więc ∣AC∣=112=47|AC|=\sqrt{112}=4\sqrt7.
  4. Kontrola: cos⁡A=4716=74\cos A=\frac{4\sqrt7}{16}=\frac{\sqrt7}{4} i (34)2+(74)2=916+716=1\left(\frac34\right)^2+\left(\frac{\sqrt7}{4}\right)^2=\frac{9}{16}+\frac{7}{16}=1 — zgadza się.

Odpowiedź: ∣BC∣=12|BC|=12, ∣AC∣=47|AC|=4\sqrt7

Przykład 2 Pole trójkąta ze wzoru z sinusem

58ABC
Trójkąt ABC: |AB| = 8, |AC| = 5, kąt między nimi (przy A) = 120°

Liczysz P = ½·a·b·sin γ z dwóch boków i kąta między nimi — także rozwartego (sin(180° − α) = sin α) — oraz odwracasz wzór, gdy dane jest pole.

Zadanie W trójkącie ABCABC dane są ∣AB∣=8|AB|=8, ∣AC∣=5|AC|=5 oraz ∠BAC=120∘\angle BAC=120^\circ. Oblicz pole tego trójkąta.

  1. Kąt 120∘120^\circ leży między bokami ABAB i ACAC — to dokładnie układ ze wzoru P=12⋅∣AB∣⋅∣AC∣⋅sin⁡AP=\tfrac12\cdot|AB|\cdot|AC|\cdot\sin A, więc nie potrzebuję wysokości.
  2. Sinus kąta rozwartego sprowadzam do kąta ostrego: sin⁡120∘=sin⁡(180∘−60∘)=sin⁡60∘=32\sin120^\circ=\sin(180^\circ-60^\circ)=\sin60^\circ=\frac{\sqrt3}{2}.
  3. Podstawiam: P=12⋅8⋅5⋅32=20⋅32=103P=\tfrac12\cdot8\cdot5\cdot\frac{\sqrt3}{2}=20\cdot\frac{\sqrt3}{2}=10\sqrt3.

Odpowiedź: P=103P=10\sqrt3

Przykład 3 Pole równoległoboku i rombu z sinusem

64√264√2ABCD
Równoległobok ABCD: |AB| = 6, |BC| = 4√2, kąt ABC = 135°

Liczysz pole równoległoboku P = a·b·sin α i rombu P = a do potęgi 2·sin α z sinusa dowolnego kąta między bokami — ostrego lub rozwartego.

Zadanie Dany jest równoległobok ABCDABCD o bokach ∣AB∣=6|AB|=6 i ∣BC∣=42|BC|=4\sqrt{2} oraz o kącie ∠ABC=135∘\angle ABC=135^\circ. Oblicz pole tego równoległoboku.

  1. Kąt ABCABC leży między bokami ABAB i BCBC, więc P=∣AB∣⋅∣BC∣⋅sin⁡∠ABCP=|AB|\cdot|BC|\cdot\sin\angle ABC — bez 12\tfrac12, bo równoległobok to dwa takie trójkąty.
  2. Sinus kąta rozwartego: sin⁡135∘=sin⁡45∘=22\sin135^\circ=\sin45^\circ=\frac{\sqrt2}{2} (mógłbym równie dobrze wziąć kąt ostry 45∘45^\circ przy AA — sinusy kątów przyległych są równe).
  3. Podstawiam: P=6⋅42⋅22=6⋅4⋅22=24P=6\cdot4\sqrt2\cdot\frac{\sqrt2}{2}=6\cdot4\cdot\frac{2}{2}=24.

Odpowiedź: P=24P=24

Przykład 4 Bok równoległoboku z pola i sinusa

6x6xABCD
Równoległobok ABCD: |AB| = 6, kąt ABC = 45°, pole 18√2; szukany bok BC = x

Z danego pola i wzoru z sinusem wyznaczasz brakujący bok równoległoboku, a w rombie przechodzisz między polem z sinusa a iloczynem przekątnych.

Zadanie Pole równoległoboku ABCDABCD jest równe 18218\sqrt{2}, bok ABAB ma długość 66, a kąt ABCABC ma miarę 45∘45^\circ. Oblicz długość boku BCBC.

  1. Kąt ABCABC leży między bokami ABAB i BCBC, więc P=∣AB∣⋅∣BC∣⋅sin⁡45∘P=|AB|\cdot|BC|\cdot\sin45^\circ — szukany bok BCBC jest w tym wzorze jedyną niewiadomą.
  2. Podstawiam znane wielkości: 182=6⋅∣BC∣⋅2218\sqrt2=6\cdot|BC|\cdot\frac{\sqrt2}{2}, czyli 182=32⋅∣BC∣18\sqrt2=3\sqrt2\cdot|BC|.
  3. Dzielę obie strony przez 323\sqrt2: ∣BC∣=18232=6|BC|=\frac{18\sqrt2}{3\sqrt2}=6.
  4. Kontrola: 6⋅6⋅22=1826\cdot6\cdot\frac{\sqrt2}{2}=18\sqrt2 — zgadza się.

Odpowiedź: ∣BC∣=6|BC|=6

Przykład 5 Wysokość i rzut ramienia trapezu z sinusa i cosinusa

Opuszczasz wysokość, dostajesz trójkąt prostokątny i liczysz h = ramię·sin α oraz rzut = ramię·cos α, a potem pole trapezu lub trójkąta równoramiennego.

Zadanie W trapezie równoramiennym ABCDABCD dłuższa podstawa ABAB ma długość 1414, ramię BCBC ma długość 66, a kąt ABCABC ma miarę 60∘60^\circ. Oblicz pole tego trapezu.

  1. Opuszczam wysokość z CC na ABAB — powstaje trójkąt prostokątny o przeciwprostokątnej BC=6BC=6 i kącie 60∘60^\circ przy BB; w nim leżą i wysokość, i rzut ramienia na podstawę.
  2. Wysokość leży naprzeciw kąta 60∘60^\circ: h=6⋅sin⁡60∘=6⋅32=33h=6\cdot\sin60^\circ=6\cdot\frac{\sqrt3}{2}=3\sqrt3.
  3. Rzut ramienia leży przy kącie: x=6⋅cos⁡60∘=6⋅12=3x=6\cdot\cos60^\circ=6\cdot\tfrac12=3. Trapez jest równoramienny, więc drugi rzut też ma 33 i ∣CD∣=14−2⋅3=8|CD|=14-2\cdot3=8.
  4. Pole: P=∣AB∣+∣CD∣2⋅h=14+82⋅33=11⋅33=333P=\frac{|AB|+|CD|}{2}\cdot h=\frac{14+8}{2}\cdot3\sqrt3=11\cdot3\sqrt3=33\sqrt3.

Odpowiedź: P=333P=33\sqrt3

Przykład 6 Wysokość na przeciwprostokątną z sinusa wspólnego kąta

68ABC
Trójkąt ABC wycięty z prostokąta: kąt prosty przy B, |AB| = 8, |BC| = 6; BE ⊥ AC

Odczytujesz sinus lub cosinus kąta ze stosunku boków w jednym trójkącie prostokątnym i używasz go w drugim trójkącie z tym samym kątem, żeby policzyć wysokość lub jej rzut.

Zadanie W prostokącie ABCDABCD dane są ∣AB∣=8|AB|=8 i ∣BC∣=6|BC|=6. Punkt EE leży na przekątnej ACAC tak, że odcinek BEBE jest prostopadły do ACAC. Oblicz długość odcinka BEBE.

  1. W trójkącie ABCABC (kąt prosty przy BB) znam obie przyprostokątne, więc z twierdzenia Pitagorasa ∣AC∣=64+36=10|AC|=\sqrt{64+36}=10.
  2. Sinus kąta BACBAC odczytuję z dużego trójkąta ABCABC: sin⁡∠BAC=∣BC∣∣AC∣=610=35\sin\angle BAC=\frac{|BC|}{|AC|}=\frac{6}{10}=\frac35.
  3. Trójkąt ABEABE jest prostokątny (kąt prosty przy EE) i ma ten sam kąt przy AA, a BEBE leży naprzeciw tego kąta: ∣BE∣=∣AB∣⋅sin⁡∠BAC=8⋅35=4,8|BE|=|AB|\cdot\sin\angle BAC=8\cdot\frac35=4{,}8.
  4. Kontrola przez pole trójkąta ABCABC: 12⋅8⋅6=12⋅10⋅∣BE∣\tfrac12\cdot8\cdot6=\tfrac12\cdot10\cdot|BE|, stąd ∣BE∣=4810=4,8|BE|=\frac{48}{10}=4{,}8 — zgadza się.

Odpowiedź: ∣BE∣=4,8|BE|=4{,}8

Najczęstsze błędy

  • Pomylenie sinusa z cosinusem. Sinus daje bok naprzeciw kąta, cosinus — bok przy kącie.
  • Kłopot z sinusem kąta rozwartego. Korzystamy z sin⁡(180∘−α)=sin⁡α\sin(180^\circ-\alpha)=\sin\alpha: sin⁡135∘=sin⁡45∘=22\sin 135^\circ=\sin 45^\circ=\tfrac{\sqrt2}{2}.
  • Dopisanie 12\tfrac12 do wzoru na pole równoległoboku. To wzór na trójkąt — równoległobok to dwa takie trójkąty, więc P=absin⁡αP=ab\sin\alpha.

Sprawdź się na zadaniach

Rozwiąż samodzielnie, a potem sprawdź odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku.

Zadanie 1
6ABC
Trójkąt prostokątny ABC: kąt prosty przy C, |BC| = 6, tg A = 2/3

W trójkącie prostokątnym ABCABC kąt prosty jest przy wierzchołku CC, ∣BC∣=6|BC|=6 oraz tg⁡∠BAC=23\operatorname{tg}\angle BAC=\frac{2}{3}. Długość przyprostokątnej ACAC jest równa:

Zadanie 2

W trójkącie ABCABC dane są ∣AB∣=32|AB|=3\sqrt{2}, ∣BC∣=4|BC|=4 oraz ∠ABC=135∘\angle ABC=135^\circ. Pole tego trójkąta jest równe:

Zadanie 3

Dany jest równoległobok o bokach długości 77 i 44 oraz o kącie między nimi o mierze 150∘150^\circ. Pole tego równoległoboku jest równe:

Zadanie 4

Pole równoległoboku ABCDABCD jest równe 12312\sqrt{3}, bok BCBC ma długość 44, a kąt BCDBCD ma miarę 120∘120^\circ. Długość boku CDCD jest równa:

Zadanie 5

W trójkącie równoramiennym ramiona mają długość 66, a kąty przy podstawie mają miarę 30∘30^\circ. Pole tego trójkąta jest równe:

Zadanie 6

W prostokącie ABCDABCD dane są ∣AB∣=8|AB|=8 i ∣BC∣=4|BC|=4. Punkt MM jest środkiem boku ABAB. Odległość wierzchołka BB od prostej CMCM jest równa:

Zadanie egzaminacyjne arkusz CKE · zadanie 22

W rombie o boku długości 626\sqrt{2} kąt rozwarty ma miarę 150∘150^{\circ}.

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Iloczyn długości przekątnych tego rombu jest równy

Zadania z arkuszy CKE na ten temat

Wszystkie arkusze →

Prawdziwe zadania egzaminacyjne z tego tematu — z odpowiedzią i rozwiązaniem krok po kroku.

Filmy, które pomogą

Krótkie wytłumaczenia z różnych kanałów.

Pole trójkąta ze wzoru z sinusem — zadanie Matemaks
Wzór na pole trójkąta P = ½·a·b·sin α mat kwadrat

Najczęstsze pytania

Jaki jest wzór na pole równoległoboku z sinusem?

P=absin⁡αP=ab\sin\alpha, gdzie aa, bb to boki, a α\alpha — kąt między nimi, ostry lub rozwarty. Dla boków 44 i 77 i kąta 135∘135^\circ: P=4⋅7⋅22=142P=4\cdot7\cdot\tfrac{\sqrt2}{2}=14\sqrt2.

Jaki jest wzór na pole rombu z sinusem?

P=a2sin⁡αP=a^2\sin\alpha, gdzie aa to bok rombu; to samo pole daje 12d1d2\tfrac12 d_1d_2. Romb o boku 55 i kącie 30∘30^\circ ma pole 25⋅12=12,525\cdot\tfrac12=12{,}5, więc d1⋅d2=25d_1\cdot d_2=25.

Jak obliczyć sinus kąta rozwartego?

Ze wzoru sin⁡(180∘−α)=sin⁡α\sin(180^\circ-\alpha)=\sin\alpha: kąty 120∘120^\circ, 135∘135^\circ, 150∘150^\circ zamieniamy na 60∘60^\circ, 45∘45^\circ, 30∘30^\circ, np. sin⁡150∘=sin⁡30∘=12\sin 150^\circ=\sin 30^\circ=\tfrac12.

Jak obliczyć wysokość trapezu z kąta przy podstawie?

Opuść wysokość — powstaje trójkąt prostokątny, w którym ramię jest przeciwprostokątną. Wysokość to ramię razy sin⁡α\sin\alpha, a rzut ramienia — ramię razy cos⁡α\cos\alpha: dla ramienia 88 i kąta 60∘60^\circ jest h=43h=4\sqrt3, a rzut 44.

Jak obliczyć bok równoległoboku z pola?

Podziel pole przez iloczyn drugiego boku i sinusa kąta. Przy P=182P=18\sqrt2, boku 66 i kącie 45∘45^\circ: 182=6⋅∣BC∣⋅22=32⋅∣BC∣18\sqrt2=6\cdot|BC|\cdot\tfrac{\sqrt2}{2}=3\sqrt2\cdot|BC|, więc ∣BC∣=6|BC|=6.

Aktualizacja:

Powiązane tematy

Wszystkie tematy →

Sprawdź, co już umiesz — zrób darmową diagnozę

Diagnoza jest bezpłatna, a na start wystarczą imię i klasa — bez adresu e-mail. To test w Compass — platformie diagnostyczno-adaptacyjnej z AI (35 pytań, zwykle 15–30 minut), który pokaże, które tematy matury podstawowej już umiesz, a które trzeba powtórzyć. E-mail podajesz po teście, jeśli chcesz zapisać wynik i dostać lekcje i zadania dobrane do niego.

Zrób darmową diagnozę