Nilai Fungsi Trigonometri Sudut Istimewa
Nilai fungsi trigonometri dari sebuah sudut bisa diperoleh dengan cara menggunakan kalkulator, tabel trigonometri, atau dari perbandingan segitiga siku-siku. Khusus untuk sudut tertentu, nilainya bisa didapatkan dengan mudah tanpa menggunakan kalkulator. Sudut-sudut ini dinamakan sudut istimewa. Dikatakan demikian karena berasal dari segitiga istimewa.
Nilai fungsi trigonometri sudut istimewa disarankan untuk dipahami dan dihapalkan karena selalu muncul pada pokok bahasan yang berkaitan dengan trigonometri.
Terdapat lima jenis sudut istimewa yang diperoleh dari segitiga istimewa. Kelima sudut tersebut adalah 0°, 30°, 45°, 60°, dan 90°. Untuk sudut 30°, 45°, dan 60° nilainya bisa diperoleh dari perbandingan segitiga siku-siku istimewa. Ada dua jenis segitiga siku-siku istimewa, yaitu segitiga 30-60 (dua sudut selain sudut siku-siku besarnya 30° dan 60°) serta segitiga 45 (dua sudut selain sudut siku-siku masing-masing sebesar 45°).
Berikut ini Nilai fungsi trigonometri sudut istimewa yang diperoleh dari segitiga siku-siku istimewa.
Nilai fungsi trigonometri untuk 0° dan 90° adalah sebagai berikut (silakan pikirkan dari mana nilai tersebut didapat?).
- sin 0°=0
- cos 0°=1
- tan 0°=0
- sin 90°=1
- cos 90°=0
- tan 90°=∞
* 0-4 merupakan pola bilangan di dalam akar.
Sedangkan untuk menghapal nilai cosinus sudut istimewa adalah dengan cara membalik urutan nilai fungsi sinus. Pikirkan bilangan 4,3,2,1,0 kemudian akarkan lalu kalikan dengan 1/2. Nilainya berturut-turut seperti berikut ini.
* Perhatikan juga urutan sudut-sudut istimewanya.
Untuk mendapatkan nilai tangen, cukup dengan membagi nilai sinus oleh cosinus untuk sudut yang sesuai. Ingat bahwa .
Berikut nilai-nilai trigonometri sudut istimewa disajikan dalam sebuah tabel.
Fungsi | Sudut | ||||
---|---|---|---|---|---|
0° | 30° | 45° | 60° | 90° | |
sin | 0 | 1 | |||
cos | 1 | 0 | |||
tan | 0 | 1 | ∞ |
Identitas Trigonometri (Identitas Pythagoras)
Grafik Fungsi Trigonometri
Secara umum, grafik fungsi trigonometri dibagi menjadi tiga, yaitu sebagai berikut.
1. Grafik fungsi sinus (y = a sin bx, x ∈ [0o, 360o])
Grafik fungsi sinus, y = a sin bx, x ∈ [0o, 360o] memiliki bentuk gelombang bergerak yang teratur seiring pergerakan x. Perhatikan gambar berikut.
Berdasarkan grafik di atas, diperoleh sifat-sifat berikut.
- Simpangan maksimum gelombang atau yang biasa disebut amplitudo adalah 1. Simpangan gelombang adalah jarak dari fungsi x ke puncak gelombang.
- Gelombang memiliki periode satu putaran penuh.
- Grafik y = sin x memiliki nilai ymaks = 1 dan ymin = -1.
- Titik maksimum gelombang adalah adalah (90o, 1) dan titik minimumnya (270o, -1).
Jika persamaan fungsi trigonometrinya diubah menjadi y = a sin x dengan a = 2, diperoleh grafik berikut.
Perubahan nilai a mengakibatkan perubahan amplitudo gelombang. Nah, jika persamaan fungsinya diubah menjadi y = sin bx dengan b = 2, grafiknya akan menjadi seperti berikut.
Artinya, perubahan nilai b mempengaruhi jumlah gelombang yang terbentuk. Pada grafik fungsi y = sin 2x terbentuk 2 buah gelombang.
Untuk memudahkan belajarmu, inilah SUPER “Solusi Quipper”.
2. Grafik fungsi kosinus (y = cos 2x, x ∈ [0o, 360o])
Pada dasarnya, grafik fungsi kosinus sama dengan grafik fungsi sinus. Hal yang membedakan adalah grafik fungsi sinus dimulai dari y = 0, sedangkan grafik fungsi kosinus dimulai dari y = 1. Perhatikan grafik berikut.
Jika persamaan fungsinya diubah menjadi y = cos 2x, grafiknya menjadi seperti berikut.
Grafik di atas menujukkan adanya dua buah gelombang yang bergerak dari y = 1.
3. Grafik fungsi tangen (y = tan x, x ∈ [0o, 360o])
Adapun ketentuan yang berlaku pada fungsi tangen adalah sebagai berikut.
- Saat x -> 90o dan x -> 270o (dari kanan), nilai y = tan x menuju tak terhingga.
- Saat x -> 90o dan x -> 270o (dari kiri), nilai y = tan x menuju negatif tak terhingga.
Berikut ini contoh grafiknya.
Jika fungsi tangen diubah menjadi y = tan 2x, x ∈ [0o, 360o] grafiknya menjadi seperti berikut.
Untuk mengasah pemahamanmu tentang grafik fungsi trigonometri, simak contoh soal berikut.
Contoh Soal 1
Perhatikan grafik fungsi berikut.
Grafik fungsi tersebut merupakan grafik fungsi jenis apa?
Pembahasan:
Jika diperhatikan, grafik tersebut dimulai dari titik (0,1) dan mempunyai periode satu putaran 0 ≤ x ≤ 2π.
Dengan demikian, grafik fungsi tersebut adalah grafik fungsi cos, yaitu y = cos x. Untuk meyakinkan, coba lihat salah satu titiknya.
Jadi, grafik fungsi tersebut merupakan grafik fungsi y = cos x untuk 0 ≤ x ≤ 2π.
Contoh Soal 2
Lukislah grafik fungsi y = 2 cos 2x, x ∈ [0o, 360o]
Pembahasan:
Untuk menentukan bentuk grafiknya, gunakan tabel trigonometri sudut istimewa.
Dengan demikian, grafik fungsi y = 2 cos 2x, x ∈ [0o, 360o] adalah sebagai berikut.
Contoh Soal 3
Hitunglah nilai maksimum dan minimum fungsi y = cos (x – 30), x ∈ [0o, 360o]. Kemudian, lukislah grafik fungsinya.
Pembahasan:
Berdasarkan tabel trigonometri untuk sudut istimewa, diperoleh:
Berdasarkan tabel di atas, nilai maksimum dari fungsi y = cos (x – 30), x ∈ [0o, 360o] adalah 1 dan nilai minimumnya adalah –1. Untuk lebih jelasnya, simak grafik fungsi berikut.
Aturan Sinus dan Cosinus: Rumus & Contoh Soal
Aturan Sinus
Aturan sinus berbunyi bahwa perbandingan panjang sisi sebuah segitiga dengan sinus sudut yang menghadapnya memiliki nilai yang sama.
Lebih jelasnya pada gambar dibawah ini
Keterangan
- A = besar sudut di hadapan sisi a
- a = panjang sisi a
- B = besar sudut di hadapan sisi b
- b = panjang sisi b
- C = besar sudut di hadapan sisi c
- c = panjang sisi c
- AP ┴ BC
- BQ ┴ AC
- CR ┴ AB
Perhatikan segitiga ACR
Sin A = CR/b maka CR = b sin A …(1)
Perhatikan segitiga BCR
Sin B = CR/a maka CR = a sin B …. (2)
Perhatikan segitiga ABP
Sin B = AP/c maka AP = c sin B … (3)
Perhatikan segitiga APC
Sin C = AP/b maka AP = b sin C …(4)
Berdasarkan persamaan (1) dan (2) didapat
CR = b sin A = a sin B maka a/sin A = b/sin B …(5)
Berdasarkan persamaan (3) dan (4) didapat
AP = c sin B = b sin C maka b/sin B = c/sin C …(6)
Kemudian, berdasarkan persamaan (5) dan (6) diperoleh
a/sin A = b/sin B = c/sin C
Persamaan ini yang kemudian disebut dengan aturan sinus.
Contoh Soal Aturan Sinus
1. Andi sedang mengukur mainan segitiganya yang tiap sudutnya dikodekan dengan A, B, dan C, kemudian diketahui segitiga tersebut memiliki sudut A = 30º, sisi a = 6cm dan sisi b = 8cm. Hitung besar sudut B!
Akan dicari besar sudut B
sin B = (b sin A)/a
sin B = 8/6 sin 30̊
sin B = 2/3
B = arc sin B
B = arc sin (2/3)
B = 41,8̊
Jadi, besar sudut B adalah 41,8̊ atau 180̊ – 41,8̊ = 138,2̊
2. Sebuah segitiga ABC memiliki panjang AC = 4 cm. Jika besar ∠ ABC = 60o dan ∠BAC = 30o, maka panjang BC = … cm.
AC/sin ∠ABC = BC/sin∠BAC
4cm/sin 60 = BC/sin30
4cm/½√3 = BC/½
BC = ½ × 4cm/½√3
BC = 4cm/√3
BC = 4/3 √3 cm
Jadi, panjang BC adalah BC4/3 √3cm.
Aturan Cosinus
Aturan cosinus menjelaskan hubungan antara kuadrat panjang sisi dengan nilai cosinus dari salah satu sudut pada segitiga.
Lebih jelasnya pada gambar dibawah ini.
Keterangan
- A = besar sudut di hadapan sisi a
- a = panjang sisi a
- B = besar sudut di hadapan sisi b
- b = panjang sisi b
- C = besar sudut di hadapan sisi c
- c = panjang sisi c
- AP ┴ BC
- BQ ┴ AC
- CR ┴ AB
Perhatikan segitiga BCR
Sin B = CR/a maka CR = a sin B
Cos B = BR/a maka BR = a cos B
AR = AB – BR = c – a cos B
Perhatikan segitiga ACR
b2 = AR2 + CR2
b2 = (c – a cos B)2 + (a sin B)2
b2 = c2 – 2ac cos B + a2 cos2 B + a2 sin2 B
b2 = c2 – 2ac cos B + a2 (cos2 B + sin2 B)
b2 = c2 + a2– 2ac cos B
Menggunakan analogi yang sama, kemudian diperoleh aturan cosinus untuk segitiga ABC sebagai berikut
a2 = c2 + b2– 2bc cos A
b2 = a2+ c2 – 2ac cos B
c2 = a2+ b2 – 2ab cos C
Contoh Soal Aturan Cosinus
Diketahui sebuah segitiga ABC memiliki sisi dengan panjang
a = 10 cm
c = 12 cm
besar sudut B = 60̊.
Hitung panjang sisi b!
b2 = a2+ c2 – 2ac cos B
b2 = 100+144 – 44 cos 60̊
b2 = 244 – 44(0,5)
b2 = 244 – 22
b2 = 222
b = 14,8997
Jadi, panjang sisi b adalah 14,8997 cm
Penggunaan Trigonometri dalam Menentukan Luas Segitiga
Diketahui Alas dan Tinggi Segitiga
Segitiga Tumpul
Segitiga Siku-Siku
Luas Segitiga yang Diketahui Dua Sisi dan Sudut yang Diapitnya
Segitiga yang diketahui panjang dua sisi dan sudut yang diapitnya.
Rumus di atas didasarkan pada rumus luas segitiga yang diketahui alas dan tingginya. Coba perhatikan segitiga di bawah ini.
Segitiga yang diketahui panjang dua sisi dan sudut yang diapitnya.
Jika t tidak diketahui, kita bisa mendapatkannya dengan menggunakan perbandingan trigonometri.
Rumus yang lainnya bisa didapat dengan cara yang sama untuk sisi-sudut-sisi yang berbeda.
Luas Segitiga yang Diketahui Dua Sudut dan Satu Sisi Diketahui
Segitiga yang diketahui panjang dua sudut dan satu sisi.
Luas Segitiga yang Diketahui Ketiga Sisinya
Segitiga yang diketahui panjang ketiga sisinya.
Rumus luas segitiga di atas adalah sebagai berikut.
Pembuktiannya silakan sebagai latihan.
Konsep luas segitiga ini sering dipakai juga dalam luas segibanyak beraturan. Luas segi-n beraturan yang diketahui jari-jari lingkaran luarnya=r adalah sebagai berikut.
Contoh soal
Tentukan luas segitiga ABC jika diketahui panjang sisi-sisinya adalah a=2, b=3, dan c=4
Jawaban
Rumus penjumlahan dan pengurangan fungsi sinus dan cosinus pertama yang akan dibahas adalah rumus sin jumlah. Rumus sin jumlah digunakan ketika sudut hasil jumlah atau selisihnya merupakan sudut istimewa. Contohnya adalah dua sudut tidak istimewa seperti dan . Hasil jumlah sudut dan adalah , sedangkan selisihnya adalah . Keduanya (jumlah dan selisih sudut) merupakan sudut istimewa. Dengan demikian, sobat dapat memanfaatkan rumus penjumlahan dan pengurangan fungsi sinus dan cosinus untuk menyelesaikan soal.
Meskipun rumusnya terlihat panjang, namun cara yang dapat digunakan untuk menghafal rumusnya. Cara menghafal rumus sin jumlah dapat menggunakan kalimat: sin jumlah sama dengan dua sin setengah jumlah cos setengah selisih. Simak dari mana rumus di atas diperoleh melalui pembuktian rumus berikut.
Bukti:
Pada pembahasan rumus perkalian fungsi sinus dan cosinus, sudah terbukti bahwa:
Misalkan:
Sehingga,
dan
Substitusi nilai A, B, , dan pada rumus perkalian sinus dan cosinus, sehingga,
Terbukti! Berikutnya akan diberikan contoh soal dan pembahasan rumus sin jumlah.
Contoh soal dan pembahasan rumus sin jumlah.
Diketahui besar sudut dan . Nilai adalah ….
Pembahasan:
Jawaban: E
Rumus Sin Selisih
Cara yang digunakan untuk menghafal rumus sin selisih sama seperti cara menghafal rumus sin jumlah, yaitu melalui sebuah kalimat. Kalimat tersbut adalah sin selisih sama dengan dua cos setengah jumlah sin setengah selisih. Persamaan rumus sin selisih dapat dilihat pada gambar di bawah.
Bukti:
Pada pembahasan rumus perkalian fungsi sinus dan cosinus, sudah terbukti bahwa:
Misalkan:
Sehingga,
dan
Substitusi nilai A, B, , dan pada rumus perkalian sinus dan cosinus, sehingga,
Terbukti
Contoh soal dan pembahasan rumus sin selisih.
Diketahui besar sudut dan . Nilai adalah ….
Pembahasan:
Jawaban: B
Rumus Cos Jumlah
Penjabaran yang ketiga adalah rumus cos jumlah. Penggunaannya hampir sama dengan kedua rumus yang telah dijabarkan sebelumnya. Kalimat untuk mengafal rumus cos jumlah adalah cos jumlah sama dengan dua cos setengah jumlah cos setengah selisih.
Bukti:
Pada pembahasan rumus perkalian fungsi sinus dan cosinus, sudah terbukti bahwa:
Misalkan:
Sehingga,
dan
Substitusi nilai A, B, , dan pada rumus perkalian sinus dan cosinus, sehingga,
Terbukti
Contoh soal dan pembahasan rumus cos jumlah.
Diketahui besar sudut dan . Nilai adalah ….
Pembahasan:
Jawaban: B
Rumus Cos Selisih
Selanjutnya adalah penjabaran mengenai rumus cos selisih. Kalimat yang digunakan untuk menghafal rumus cos selisih adalah cos selisih sama dengan min dua sin setengah jumlah sin setengah selisih. Bentuk rumus cos selisih dapat dilihat pada gambar di bawah.
Bukti:
Pada pembahasan rumus perkalian fungsi sinus dan cosinus, sudah terbukti bahwa:
Misalkan:
Sehingga,
dan
Substitusi nilai A, B, , dan pada rumus perkalian sinus dan cosinus, sehingga,
Terbukti
Contoh soal dan pembahasan rumus cos selisih.
Diketahui besar sudut dan . Nilai adalah ….
Pembasan:
Jawaban: E