Dalam trigonometri, lingkaran satuan didefinisikan sebagai lingkaran yang berpusat di titik asal O(0, 0) dengan jari-jari sebesar 1 satuan. Setiap titik yang berada pada lingkaran satuan memenuhi persamaan
x2 + y2 = 1
Selanjutnya, persamaan diatas disebut dengan persamaan lingkaran satuan.
Lingkaran Satuan
Definisi Sinus dan Cosinus pada Lingkaran Satuan
Misalkan θ yakni sudut yang berada pada posisi baku. Jika sisi terminal sudut θ berpotongan dengan lingkaran satuan di titik P, maka koordinat titik P(x, y) didefinisikan x = cos θ dan y = sin θ
Ketika θ berubah, posisi titik P akan berpindah mengikuti besar sudut θ dan tentunya nilai cos θ dan sin θ juga akan ikut berubah.
Tanda Trigonometri di Setiap Kuadran
Perhatikan diagram diberikut !Kuadran I dibatasi oleh sumbu x nyata dan sumbu y positif. Akibatnya, untuk setiap titik (x, y) di kuadran I, koordinat x dan y akan bernilai positif. Karena x = cos θ dan y = sin θ, maka cos θ dan sin θ bernilai positif, untuk setiap θ di kuadran I.
Kuadran II dibatasi sumbu x negatif dan sumbu y positif. Jadi, untuk setiap θ di kuadran II, cos θ bernilai negatif dan sin θ bernilai positif.
Kuadran III dibatasi sumbu x negatif dan sumbu y negatif. Jadi, untuk setiap θ di kuadran III, cos θ bernilai negatif dan sin θ bernilai negatif.
Kuadran IV dibatasi sumbu x nyata dan sumbu y negatif. Jadi, untuk setiap θ di kuadran IV, cos θ bernilai nyata dan sin θ bernilai negatif.
Perbandingan Trigonometri Sudut Negatif
Perhatikan gambar diberikut !Berdasarkan definisi sinus dan cosinus pada lingkaran satuan, koordinat titik P dan P' adalah
P(cos θ, sin θ)
P'(cos (-θ), sin (-θ)) .......................(*)
Titik P' sanggup kita pandang sebagai hasil pencerminan titik P(cos θ, sin θ) dengan sumbu x. melaluiataubersamaini demikian, koordinat titik P' adalah
P'(cos θ, -sin θ) ............................(**)
Dari (*) dan (**) diperoleh persamaan
sin(-θ) = -sin θ
cos(-θ) = cos θ
Perbandingan Trigonometri Sudut Kuadrantal
Sudut kuadrantal yakni sudut dalam posisi baku dimana sisi terminalnya berada pada sumbu x atau sumbu y. misalnya, sudut 0, 90°, 180°, 270° dan tiruana sudut yang koterminal dengan sudut-sudut tersebut. Secara umum, sudut kuadrantal ditetapkan dalam bentuk n.90°, dengan n bilangan bulat.Perhatikan sudut-sudut kuadrantal diberikut!
Berdasarkan definisi sinus dan cosinus pada lingkaran satuan, maka
A(cos 0°, sin 0°) = (1, 0)
B(cos 90°, sin 90°) = (0, 1)
C(cos 180°, sin 180°) = (-1, 0)
D(cos 270°, sin 270°) = (0, -1)
Berikut nilai sinus, cosinus dan tangen untuk sudut kuadrantal pada interval 0° − 360°.
θ | 0° | 90° | 180° | 270° | 360° |
sin θ | 0 | 1 | 0 | −1 | 0 |
cos θ | 1 | 0 | −1 | 0 | 1 |
tan θ | 0 | tdf | 0 | tdf | 0 |
Perbandingan Trigonometri Suatu Berelasi
Kita ambil referensi untuk korelasi sudut α dan (180° - α). Secara geometri, korelasi sudut α dan (180° - α) sanggup kita gambarkan sebagai diberikut.Berdasarkan definisi sinus dan cosinus pada lingkaran satuan, koordinat titik P adalah
P(cos(180° - α), sin(180° - α)) .......................(*)
Perhatikan segitiga OPP' siku-siku di P'. Berdasarkan definisi perbandingan trigonometri pada segitiga siku-siku, maka
cos α = OP'/1 → OP' = cos α
sin α = PP'/1 → PP' = sin α
Titik P berada dikuadran II, dengan OP' = cos α dan PP' = sin α. melaluiataubersamaini demikian, koordinat titik P adalah
P(-cos α, sin α) ..............................................(**)
Dari (*) dan (**) diperoleh persamaan
sin(180° - α) = sin α ...........................(1)
cos(180° - α) = -cos α .........................(2)
Untuk perbandingan trigonometri sudut-sudut korelasi lainnya, sanggup kita tentukan dengan cara yang sama ibarat diatas (secara geometri), atau sanggup pula dengan memanipulasi persamaan-persamaan yang sudah diperoleh sebelumnya (secara aljabar). Sebagai contoh,
Persamaan (1) sanggup ditulis menjadi
sin α = sin(180° - α)
Untuk α = 180° + θ, maka bentuk diatas menjadi
sin(180° + θ) = sin(180° - (180° + θ))
sin(180° + θ) = sin(-θ)
sin(180° + θ) = -sin θ ...........................(i)
Persamaan (2) sanggup ditulis menjadi
cos α = -cos(180° - α)
Untuk α = 180° + θ, maka bentuk diatas menjadi
cos(180° + θ) = -cos(180° - (180° + θ))
cos(180° + θ) = -cos(-θ)
cos(180° + θ) = -cos θ ...........................(ii)
Jika sudut θ pada persamaan (i) dan (ii) kita ganti dengan α, akan diperoleh
sin(180° + α) = -sin α .......................(3)
cos(180° + α) = -cos α ......................(4)
Perbandingan Trigonometri Sudut-Sudut yang Koterminal
Kita tahu bahwa sisi terminal sudut-sudut yang koterminal berada pada posisi yang sama (berhimpit). Akibatnya, sisi terminal sudut-sudut yang koterminal akan memotong lingkaran satuan di titik yang sama. Kita ambil referensi sudut 30° dan -330°.Mengacu pada definisi sinus dan cosinus pada lingkaran satuan, maka
x = cos 30° = cos(-330°)
y = sin 30° = sin(-330°)
Secara umum sanggup kita simpulkan bahwa, kalau α koterminal dengan β maka
sin α = sin β
cos α = cos β
Karena sudut α koterminal dengan (α + k.360°), maka
sin(α + k.360°) = sin α
cos(α + k.360°) = cos α
dengan k bilangan bulat.
Untuk contoh-contoh yang berkaitan dengan persamaan atau sifat-sifat diatas, sanggup dibaca pada bahan perbandingan trigonometri sudut berelasi.
Emoticon