Mathematics · Boek 1 · Grades 1–9

Wiskunde basisschool en onderbouw

Wiskunde basisschool en onderbouw · Grades 1–9

69Goniometrie in de rechthoekige driehoek

In een rechthoekige driehoek ligt de vorm van de driehoek vast zodra je één scherpe hoek kent — alleen zijn grootte kan nog veranderen. De verhoudingen van zijn zijden hangen dus alleen van de hoek af: die verhoudingen zijn de cosinus, de sinus en de tangens. Samen met de stelling van Pythagoras laten ze je elke zijde en elke hoek van een rechthoekige driehoek uit heel weinig gegevens berekenen.

69.1 De stelling van Pythagoras, opnieuw

Stelling 69.1 (Pythagoras)

In een driehoek ABCABC die rechthoekig is in AA, is het kwadraat van de schuine zijde de som van de kwadraten van de twee rechthoekszijden:

BC2=AB2+AC2.BC^2 = AB^2 + AC^2 .

Omgekeerd: geldt BC2=AB2+AC2BC^2 = AB^2 + AC^2 in een driehoek, dan is de driehoek rechthoekig in AA.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen.

Voorbeeld 69.2

Een rechthoekige driehoek heeft rechthoekszijden AB=5AB = 5 en AC=12AC = 12. Dan is

BC2=52+122=25+144=169,dusBC=169=13.BC^2 = 5^2 + 12^2 = 25 + 144 = 169, \qquad\text{dus}\quad BC = \sqrt{169} = 13 .

Om een rechthoekszijde te vinden: is BC=10BC = 10 en AB=6AB = 6, dan is AC2=BC2AB2=10036=64AC^2 = BC^2 - AB^2 = 100 - 36 = 64, dus AC=8AC = 8.

69.2 Cosinus, sinus, tangens

In een rechthoekige driehoek hebben de drie zijden, ten opzichte van een scherpe hoek θ\theta, elk een naam: de schuine zijde (tegenover de rechte hoek, de langste zijde), de zijde overstaand aan θ\theta, en de zijde aanliggend aan θ\theta (de rechthoekszijde die aan θ\theta raakt).

Definitie 69.3 (Goniometrische verhoudingen)

Voor een scherpe hoek θ\theta van een rechthoekige driehoek:

cosθ=aanliggendschuine zijde,sinθ=overstaandschuine zijde,tanθ=overstaandaanliggend.\cos\theta = \frac{\text{aanliggend}}{\text{schuine zijde}}, \qquad \sin\theta = \frac{\text{overstaand}}{\text{schuine zijde}}, \qquad \tan\theta = \frac{\text{overstaand}}{\text{aanliggend}} .

Deze verhoudingen hangen alleen van θ\theta af, niet van de grootte van de driehoek (alle rechthoekige driehoeken met dezelfde scherpe hoek zijn schalingen van elkaar, volgens Thales).

De drie zijden gezien vanuit de hoek = B: de schuine zijde [BC], de aanliggende zijde [BA], de overstaande zijde [AC].
De drie zijden gezien vanuit de hoek θ=B^\theta = \widehat B: de schuine zijde [BC][BC], de aanliggende zijde [BA][BA], de overstaande zijde [AC][AC].

Propositie 69.4 (Eerste eigenschappen)

Voor elke scherpe hoek θ\theta:

  1. 0<cosθ<10 < \cos\theta < 1 en 0<sinθ<10 < \sin\theta < 1 (een rechthoekszijde is korter dan de schuine zijde);
  2. cos2θ+sin2θ=1\cos^2\theta + \sin^2\theta = 1;
  3. tanθ=sinθcosθ\tan\theta = \dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}.

Bewijs. Schrijf aa voor de aanliggende zijde, oo voor de overstaande zijde en hh voor de schuine zijde van een rechthoekige driehoek met hoek θ\theta.

1. 0<a<h0 < a < h en 0<o<h0 < o < h, dus liggen de twee verhoudingen strikt tussen 00 en 11.

2. Volgens Pythagoras is a2+o2=h2a^2 + o^2 = h^2. Deel alles door h2h^2:

cos2θ+sin2θ=a2h2+o2h2=a2+o2h2=1.\cos^2\theta + \sin^2\theta = \frac{a^2}{h^2} + \frac{o^2}{h^2} = \frac{a^2 + o^2}{h^2} = 1 .

3. sinθcosθ=o/ha/h=oa=tanθ\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta} = \dfrac{o/h}{a/h} = \dfrac oa = \tan\theta.

Methode 69.5 (Een zijde vinden)

Om een onbekende zijde te berekenen wanneer één zijde en één scherpe hoek bekend zijn:

  1. markeer de bekende hoek en benoem de drie zijden (schuine zijde, overstaand, aanliggend) vanuit die hoek;
  2. kies de verhouding (cos, sin of tan) waarin de bekende zijde en de gevraagde zijde voorkomen;
  3. schrijf de vergelijking op en los ze op;
  4. controle op het gezond verstand: de schuine zijde moet er als langste uit komen.

Voorbeeld 69.6

In een rechthoekige driehoek meet de schuine zijde 88 en is één hoek 3535^\circ; bereken de zijde die daar tegenover ligt. De verhouding waarin de overstaande zijde en de schuine zijde voorkomen, is de sinus:

sin35=overstaand8overstaand=8sin358×0.5744.6.\sin 35^\circ = \frac{\text{overstaand}}{8} \quad\Longrightarrow\quad \text{overstaand} = 8 \sin 35^\circ \approx 8 \times 0.574 \approx 4.6 .

Voor de aanliggende zijde gebruik je de cosinus: 8cos358×0.8196.68\cos 35^\circ \approx 8 \times 0.819 \approx 6.6. Controle met Pythagoras: 4.62+6.6221+4364=824.6^2 + 6.6^2 \approx 21 + 43 \approx 64 = 8^2.

Methode 69.7 (Een hoek vinden)

Zijn twee zijden bekend, bereken dan de verhouding die ze vormen, bepaal of die de cosinus, de sinus of de tangens van de onbekende hoek is, en pas de omgekeerde functie van de rekenmachine (cos1\cos^{-1}, sin1\sin^{-1} of tan1\tan^{-1}) toe op de verhouding.

Voorbeeld 69.8

Een ladder van 55 m staat tegen een muur, met zijn voet 1.41.4 m van de muur. De hoek θ\theta tussen de ladder en de grond voldoet aan

cosθ=1.45=0.28,dusθ=cos1(0.28)73.7.\cos\theta = \frac{1.4}{5} = 0.28, \qquad\text{dus}\quad \theta = \cos^{-1}(0.28) \approx 73.7^\circ .
Het ladderprobleem: de aanliggende zijde (1.4 m) en de schuine zijde (5 m) zijn bekend, dus geeft de cosinus de hoek.
Het ladderprobleem: de aanliggende zijde (1.41.4 m) en de schuine zijde (55 m) zijn bekend, dus geeft de cosinus de hoek.

Voorbeeld 69.9 (Bijzondere hoeken)

Twee driehoeken geven exacte waarden. De helft van een vierkant met zijde 1 (een rechthoekige gelijkbenige driehoek) heeft schuine zijde 2\sqrt2 en hoeken van 4545^\circ:

cos45=sin45=12=22,tan45=1.\cos 45^\circ = \sin 45^\circ = \frac{1}{\sqrt2} = \frac{\sqrt2}{2}, \qquad \tan 45^\circ = 1 .

De helft van een gelijkzijdige driehoek met zijde 1 geeft de hoeken 3030^\circ en 6060^\circ:

cos60=sin30=12,cos30=sin60=32.\cos 60^\circ = \sin 30^\circ = \frac12, \qquad \cos 30^\circ = \sin 60^\circ = \frac{\sqrt3}{2}.

69.3 Oefeningen

Oefening 69.1

Een rechthoekige driehoek heeft rechthoekszijden 99 en 1212. Bereken zijn schuine zijde. Een andere heeft schuine zijde 1717 en één rechthoekszijde 88: bereken de andere rechthoekszijde.

Oplossing

Oplossing van Oefening 69.1.

Schuine zijde: 92+122=81+144=225=15\sqrt{9^2 + 12^2} = \sqrt{81 + 144} = \sqrt{225} = 15.

Andere rechthoekszijde: 17282=28964=225=15\sqrt{17^2 - 8^2} = \sqrt{289 - 64} = \sqrt{225} = 15.

Oefening 69.2

Een driehoek heeft zijden 77, 2424 en 2525. Is hij rechthoekig? Dezelfde vraag voor zijden 55, 66 en 88.

Oplossing

Oplossing van Oefening 69.2.

72+242=49+576=625=2527^2 + 24^2 = 49 + 576 = 625 = 25^2: ja, rechthoekig (omgekeerde stelling van Pythagoras), met de rechte hoek tegenover de zijde 2525.

52+62=6164=825^2 + 6^2 = 61 \neq 64 = 8^2: niet rechthoekig.

Oefening 69.3

In een driehoek DEFDEF die rechthoekig is in DD, met de hoek in EE aangeduid als θ\theta: welke zijde is de schuine zijde? Welke zijde ligt tegenover θ\theta? Schrijf cosθ\cos\theta, sinθ\sin\theta en tanθ\tan\theta als verhoudingen van de zijden DEDE, DFDF, EFEF.

Oplossing

Oplossing van Oefening 69.3.

De schuine zijde is [EF][EF] (tegenover de rechte hoek in DD). De zijde tegenover θ=E^\theta = \widehat E is [DF][DF]; de aanliggende zijde is [DE][DE]. Bijgevolg is

cosθ=DEEF,sinθ=DFEF,tanθ=DFDE.\cos\theta = \frac{DE}{EF}, \qquad \sin\theta = \frac{DF}{EF}, \qquad \tan\theta = \frac{DF}{DE}.

Oefening 69.4

In een rechthoekige driehoek meet de schuine zijde 1010 en is één scherpe hoek 2828^\circ. Bereken de twee rechthoekszijden (afgerond op een tiende; cos280.883\cos 28^\circ \approx 0.883, sin280.469\sin 28^\circ \approx 0.469).

Oplossing

Oplossing van Oefening 69.4.

Overstaande rechthoekszijde: 10sin2810×0.469=4.710 \sin 28^\circ \approx 10 \times 0.469 = 4.7. Aanliggende rechthoekszijde: 10cos2810×0.883=8.810 \cos 28^\circ \approx 10 \times 0.883 = 8.8. (Controle: 4.72+8.8222+771004.7^2 + 8.8^2 \approx 22 + 77 \approx 100.)

Oefening 69.5

In een rechthoekige driehoek meet de rechthoekszijde die aan de hoek θ\theta ligt 66, en de overstaande rechthoekszijde 4.54.5. Bereken tanθ\tan\theta, en daarna θ\theta (afgerond op de graad; tan1(0.75)36.9\tan^{-1}(0.75) \approx 36.9^\circ).

Oplossing

Oplossing van Oefening 69.5.

tanθ=4.56=0.75\tan\theta = \dfrac{4.5}{6} = 0.75, dus is θ=tan1(0.75)37\theta = \tan^{-1}(0.75) \approx 37^\circ.

Oefening 69.6 ★★

Een drone vliegt op een hoogte van 120120 m. Een waarnemer op de grond ziet hem onder een hoogtehoek van 3232^\circ. Op welke horizontale afstand van de waarnemer bevindt de drone zich (tan320.625\tan 32^\circ \approx 0.625)?

Oplossing

Oplossing van Oefening 69.6.

In de rechthoekige driehoek die de waarnemer, het punt op de grond onder de drone en de drone vormen: de hoogte van 120120 m is de zijde tegenover de hoogtehoek, en de horizontale afstand dd ligt eraan. Dus is

tan32=120d,d=120tan321200.625=192 m.\tan 32^\circ = \frac{120}{d}, \qquad d = \frac{120}{\tan 32^\circ} \approx \frac{120}{0.625} = 192 \text{ m}.

Oefening 69.7 ★★

Een oprit moet 1.21.2 m stijgen met een hoek van ten hoogste 55^\circ met de horizontale. Welke minimale lengte langs de helling moet de oprit hebben (sin50.0872\sin 5^\circ \approx 0.0872)? Rond naar boven af op een tiende meter.

Oplossing

Oplossing van Oefening 69.7.

De stijging (1.21.2 m) ligt tegenover de hoek; de lengte LL van de oprit is de schuine zijde:

sin5=1.2L,L=1.2sin51.20.087213.8 m.\sin 5^\circ = \frac{1.2}{L}, \qquad L = \frac{1.2}{\sin 5^\circ} \approx \frac{1.2}{0.0872} \approx 13.8 \text{ m}.

De oprit moet minstens 13.813.8 m lang zijn.

Oefening 69.8 ★★

Met Propositie 69.4: een scherpe hoek θ\theta voldoet aan cosθ=0.6\cos\theta = 0.6. Bereken sinθ\sin\theta zonder θ\theta te zoeken, en daarna tanθ\tan\theta.

Oplossing

Oplossing van Oefening 69.8.

Uit cos2θ+sin2θ=1\cos^2\theta + \sin^2\theta = 1 volgt sin2θ=10.36=0.64\sin^2\theta = 1 - 0.36 = 0.64, en sinθ>0\sin\theta > 0 voor een scherpe hoek, dus is sinθ=0.8\sin\theta = 0.8. Dan is tanθ=sinθcosθ=0.80.6=43\tan\theta = \dfrac{\sin\theta}{\cos\theta} = \dfrac{0.8}{0.6} = \dfrac43.

Oefening 69.9 ★★★

Verantwoord de exacte waarden van Voorbeeld 69.9: bereken in de rechthoekige gelijkbenige driehoek met rechthoekszijden 11 de schuine zijde; bereken in de gelijkzijdige driehoek met zijde 11 de hoogte, en leid de cosinus en de sinus van 3030^\circ en 6060^\circ af.

Oplossing

Oplossing van Oefening 69.9.

Rechthoekige gelijkbenige driehoek met rechthoekszijden 11: schuine zijde 1+1=2\sqrt{1 + 1} = \sqrt2; elke scherpe hoek is 4545^\circ, en

cos45=12=22=sin45,tan45=11=1.\cos 45^\circ = \frac{1}{\sqrt2} = \frac{\sqrt2}{2} = \sin 45^\circ, \qquad \tan 45^\circ = \frac11 = 1 .

Gelijkzijdige driehoek met zijde 11: zijn hoogte verdeelt hem in twee rechthoekige driehoeken met schuine zijde 11, basis 12\frac12 en hoogte h=114=32h = \sqrt{1 - \frac14} = \frac{\sqrt3}{2} (Pythagoras). De hoeken zijn 6060^\circ (op de basis) en 3030^\circ (aan de top). De verhoudingen aflezen geeft

cos60=1/21=12,sin60=3/21=32,cos30=32,sin30=12.\cos 60^\circ = \frac{1/2}{1} = \frac12, \quad \sin 60^\circ = \frac{\sqrt3/2}{1} = \frac{\sqrt3}{2}, \quad \cos 30^\circ = \frac{\sqrt3}{2}, \quad \sin 30^\circ = \frac12 .

69.4 Opgave: meten wat je niet kunt bereiken

Probleem 69.1

Weekendopgave — de methode met twee standplaatsen van de landmeter voor onbereikbare hoogten, hellingspercentages, de afstand tot de horizon, en de wedloop van de tangens naar het oneindige

Geen enkel meetlint reikt tot de top van een berg, tot de spits van een toren aan de andere kant van een rivier, of tot de horizon op zee — maar een hoekmeter en de drie verhoudingen van dit hoofdstuk wel. Het middelpunt van deze opgave is de klassieke methode met twee standplaatsen van de landmeters, die een hoogte berekent zonder ooit haar voet te benaderen; eromheen: verkeersborden, ladders, trappen, de kromming van de Aarde, en een eerste glimp van een functie die naar het oneindige ontploft.

Deel I — Eén standplaats. (Waarden: tan350.700\tan 35^\circ \approx 0.700, sin350.574\sin 35^\circ \approx 0.574, cos350.819\cos 35^\circ \approx 0.819, tan10.0175\tan 1^\circ \approx 0.0175.)

  1. Vanuit een punt op 6060 m van de voet van een vuurtoren wordt de top gezien onder een hoogtehoek van 3535^\circ (gemeten vanaf de horizontale, op ooghoogte). Hoe hoog ligt de top boven ooghoogte?
  2. Een verkeersbord kondigt een stijging van 12%12\,\% aan: de weg stijgt 1212 m per 100100 m horizontaal. Welke hoek maakt de weg met de horizontale? En welk stijgingspercentage zou een weg van 4545^\circ hebben?
  3. De twee scherpe hoeken van een rechthoekige driehoek zijn complementair, en de overstaande zijde van de ene is de aanliggende zijde van de andere. Leid de “co”-gelijkheden af:

    sin(90θ)=cosθ,cos(90θ)=sinθ.\sin(90^\circ - \theta) = \cos\theta, \qquad \cos(90^\circ - \theta) = \sin\theta .
  4. Een ladder van 88 m staat onder 6060^\circ met de grond. Geef met de exacte waarden van Voorbeeld 69.9 de bereikte hoogte en de afstand van de voet tot de muur — exact, en daarna op de centimeter.
  5. Ga cos2θ+sin2θ=1\cos^2\theta + \sin^2\theta = 1 met getallen na voor θ=35\theta = 35^\circ en exact voor θ=60\theta = 60^\circ. Waarom is deze gelijkheid (Propositie 69.4) een goede gewoonte om je werk met de rekenmachine te controleren?

Deel II — Twee standplaatsen. De top van een berg is zichtbaar, zijn voet onbereikbaar. Vanuit een punt AA is de hoogtehoek van de top 3030^\circ; na 200200 m rechtdoor naar de berg te lopen, naar BB, wordt de hoogtehoek 4040^\circ. Schrijf hh voor de hoogte van de top boven ooghoogte en xx voor de horizontale afstand van BB tot de verticale van de top. (tan300.577\tan 30^\circ \approx 0.577, tan400.839\tan 40^\circ \approx 0.839.)

  1. Druk tan40\tan 40^\circ en tan30\tan 30^\circ uit met hh, xx en x+200x + 200: twee vergelijkingen voor twee onbekenden.
  2. Druk uit elke vergelijking de horizontale afstand in hh uit, trek af, en leid de formule met twee standplaatsen af:

    h=200 1tan301tan40 .h = \frac{200} {\ \dfrac{1}{\tan 30^\circ} - \dfrac{1}{\tan 40^\circ}\ } .

    Bereken hh op tien meter nauwkeurig.

  3. Bereken ook xx, en toets je twee antwoorden aan de peiling van 3030^\circ vanuit AA.
  4. In één zin: waarom is de methode met twee standplaatsen onmisbaar — welke ene meting, die hier onmogelijk is, zou de methode met één standplaats uit vraag 1 hebben gevraagd?
  5. Een toren wordt gepeild onder 3030^\circ, en onder 6060^\circ na 200200 m naar hem toe te lopen. Bereken de hoogte exact met tan30=13\tan 30^\circ = \frac{1}{\sqrt3} en tan60=3\tan 60^\circ = \sqrt3 — het antwoord is een veelvoud van 3\sqrt3 — en daarna op de meter.

Deel III — Tot de horizon en tegen de muur op.

  1. Hoe ver ligt de horizon? Staat je oog hh meter boven een bolvormige Aarde met radius RR, dan scheert je blik langs de bol: de bliklijn, de radius naar het scherende punt en de radius naar je voeten vormen een rechthoekige driehoek. Toon met Pythagoras (Stelling 69.1) aan dat de afstand dd tot de horizon voldoet aan d2=2Rh+h22Rhd^2 = 2Rh + h^2 \approx 2Rh, en bereken dd voor ogen op 1.801.80 m (R=6.37×106R = 6.37 \times 10^6 m).
  2. Dezelfde vraag vanaf de top van een toren van 324324 m. (Vuistregel van zeelieden: de horizon in kilometer is ongeveer 3.6h3.6\sqrt{h} met hh in meter — toets je twee antwoorden eraan.)
  3. Je duim, ongeveer 22 cm breed, op armlengte gehouden, ongeveer 6060 cm van je oog: welke hoek bedekt hij? De volle Maan bedekt ongeveer 0.50.5^\circ: welk deel van je duim verbergt de hele Maan?
  4. Comfortabele trappen hebben optreden van 1717 cm en aantreden van 2929 cm. Onder welke hoek klimmen ze? Vergelijk met de 3030^\circ van Voorbeeld 69.9, en met een steile zoldertrap onder 6060^\circ: welke optrede zou die nodig hebben bij een aantrede van 2929 cm?
  5. De wedloop van de tangens: bereken (met de rekenmachine) tan10\tan 10^\circ, tan45\tan 45^\circ, tan80\tan 80^\circ, tan89\tan 89^\circ. Wat gebeurt er als de hoek 9090^\circ nadert, en waarom (denk aan de aanliggende zijde)? De muur staat verticaal, de verhouding heeft geen waarde, en de grafiek schiet naar het oneindige — je eerste asymptoot, een wezen dat in het bovenbouwvolume nauwkeurig wordt bestudeerd.
Oplossing

Oplossing van Probleem 69.1.

1. De hoogte boven ooghoogte is de zijde tegenover 3535^\circ, met aanliggende zijde 6060 m: h=60tan3560×0.700=42h = 60 \tan 35^\circ \approx 60 \times 0.700 = 42 m.

2. tanθ=0.12\tan\theta = 0.12 geeft θ=tan1(0.12)6.8\theta = \tan^{-1}(0.12) \approx 6.8^\circ — steil voor een weg, en toch een bescheiden hoek. Een weg van 4545^\circ heeft tan45=1\tan 45^\circ = 1: een stijging van 100%100\,\%. (“Honderd procent” is nog lang niet verticaal — een geliefd misverstand bij skiliften.)

3. In een rechthoekige driehoek met scherpe hoeken θ\theta en 90θ90^\circ - \theta is de zijde die tegenover de ene ligt, de aanliggende zijde van de andere, en is de schuine zijde gemeenschappelijk. Dus is sin(90θ)=haar overstaande zijdeh=aanliggende zijde van θh=cosθ\sin(90^\circ - \theta) = \frac{\text{haar overstaande zijde}}{h} = \frac{\text{aanliggende zijde van }\theta}{h} = \cos\theta, en symmetrisch cos(90θ)=sinθ\cos(90^\circ - \theta) = \sin\theta: de cosinus is de sinus van het complement.

4. Hoogte: 8sin60=8×32=436.938 \sin 60^\circ = 8 \times \frac{\sqrt3}{2} = 4\sqrt3 \approx 6.93 m. Voet: 8cos60=48 \cos 60^\circ = 4 m, precies.

5. 0.5742+0.8192=0.329+0.671=1.0000.574^2 + 0.819^2 = 0.329 + 0.671 = 1.000 (op de afronding na); en (12)2+(32)2=14+34=1\left(\frac12\right)^2 + \left(\frac{\sqrt3}{2}\right)^2 = \frac14 + \frac34 = 1. Elk paar waarden dat de gelijkheid niet doorstaat, verraadt een verkeerde aflezing of een rekenmachine in de verkeerde stand — een gratis foutendetector.

6. tan40=hx\tan 40^\circ = \dfrac hx en tan30=hx+200\tan 30^\circ = \dfrac{h}{x + 200}.

7. x=htan40x = \dfrac{h}{\tan 40^\circ} en x+200=htan30x + 200 = \dfrac{h}{\tan 30^\circ}; aftrekken geeft 200=h(1tan301tan40)200 = h\left(\frac{1}{\tan 30^\circ} - \frac{1}{\tan 40^\circ}\right), en vandaar de formule. Met getallen: 10.5771.732\frac{1}{0.577} \approx 1.732, 10.8391.192\frac{1}{0.839} \approx 1.192, verschil 0.5400.540: h2000.540370h \approx \frac{200}{0.540} \approx 370 m.

8. x=htan403700.839441x = \frac{h}{\tan 40^\circ} \approx \frac{370}{0.839} \approx 441 m. Controle vanuit AA: hx+2003706410.577=tan30\frac{h}{x + 200} \approx \frac{370}{641} \approx 0.577 = \tan 30^\circ: samenhangend.

9. De methode met één standplaats heeft de horizontale afstand nodig tot het punt recht onder de top — niet te meten over een ravijn of binnen in een berg. De methode met twee standplaatsen vervangt die door een afstand die je zelf kunt afstappen: de 200200 m tussen je twee eigen standplaatsen.

10. h=200313=20023=1003173h = \dfrac{200}{\sqrt3 - \frac{1}{\sqrt3}} = \dfrac{200}{\frac{2}{\sqrt3}} = 100\sqrt3 \approx 173 m — de tweede verdieping van de Eiffeltoren, gemeten met twee peilingen en een wandeling.

11. Bliklijn dd, radiussen RR (naar het scherende punt, loodrecht op de bliklijn) en R+hR + h (naar het oog): Pythagoras geeft d2+R2=(R+h)2=R2+2Rh+h2d^2 + R^2 = (R + h)^2 = R^2 + 2Rh + h^2, dus d2=2Rh+h22Rhd^2 = 2Rh + h^2 \approx 2Rh (hh is minuscuul tegenover RR). Ogen op 1.801.80 m: d2×6.37×106×1.84800d \approx \sqrt{2 \times 6.37 \times 10^6 \times 1.8} \approx 4\,800 m — de horizon op zee ligt nauwelijks vijf kilometer ver.

12. d2×6.37×106×32464d \approx \sqrt{2 \times 6.37 \times 10^6 \times 324} \approx 64 km. Vuistregel van de zeelieden: 3.61.84.83.6\sqrt{1.8} \approx 4.8 km en 3.6324=64.83.6\sqrt{324} = 64.8 km — beide kloppen.

13. tanθ=260\tan\theta = \frac{2}{60} geeft θ1.9\theta \approx 1.9^\circ. De 0.50.5^\circ van de Maan is ongeveer een kwart duim: de Maan lijkt enorm en wordt door een vingernagel verborgen — het oog is een slechte gradenboog.

14. Trap: tan1172930\tan^{-1}\frac{17}{29} \approx 30^\circ — een comfortabele trap klimt onder bijna precies de 3030^\circ van de bijzondere waarden. Onder 6060^\circ bij een aantrede van 2929 cm zou de optrede 29tan60=2935029\tan 60^\circ = 29\sqrt3 \approx 50 cm zijn: een ladder, geen trap.

15. tan100.18\tan 10^\circ \approx 0.18; tan45=1\tan 45^\circ = 1; tan805.7\tan 80^\circ \approx 5.7; tan8957.3\tan 89^\circ \approx 57.3. Nadert θ\theta de 9090^\circ, dan krimpt de aanliggende zijde tot niets terwijl de overstaande zijde blijft: het quotiënt groeit boven elke grens uit. Bij precies 9090^\circ is er geen driehoek en geen waarde — de grafiek van de tangens klimt langs een verticale asymptoot, de eerste van vele in het bovenbouwvolume.

Begrippen gedefinieerd in dit hoofdstuk

Bekijk alle 395 begrippen in de begrippenlijst