0 Trigonometry Booklet - MBCI

21
11 Applied Mathematics Name: ___________________________ Unit 4: Trigonometry LESSON/HOMEWORK LOG Date Lesson Homework Assignment How did you do? 1 (not well) 2 3 (not bad) 4 5 (perfection!) Lesson 4.1 Exploring Side Angle Relationships in Acute Triangles(3.1) p. 117 #15 Lesson 4.2 Proving & Applying the Sine Law (3.2) p. 124 #14, 6, 9, 10, 12, 13 Mid Chapter Review (Ch. 3) p. 129 #19 Lesson 4.3 Proving & Applying the Cosine Law (3.3) p. 137 #15, 10, 13 Lesson 4.4 Solving Problems Using Acute Triangles (3.4) p. 147 #15, 713 ODD Review Chapter 3 p. 152 All (optional) p. 154 All Lesson 4.5 Exploring the Primary Trigonometric Ratios of Obtuse Angles (4.1) p. 163 #14 Lesson 4.6 Proving & Applying the Sine and Cosine Laws for Obtuse Triangles (4.2) p. 171 #16, 8, 9, 11, 12, 14 MidChapter Review (Ch. 4) p. 175 All Lesson 4.7 The Ambiguous Case of the Sine Law (4.3) p. 183 #1, 46, 9, 11, 13 Lesson 4.8 Solving Problems Using Obtuse Triangles (4.4) p. 194 #2, 3, 5, 713 ODD Review Chapter 4 p. 198 All p. 200 All Unit Review (Ch. 3 & 4) Handouts

Transcript of 0 Trigonometry Booklet - MBCI

Page 1: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics         Name:  ___________________________  

Unit  4:  Trigonometry  LESSON/HOMEWORK  LOG  

 

Date   Lesson   Homework  Assignment  How  did  you  do?  

1  (not  well)      2      3  (not  bad)      4      5  (perfection!)  

 Lesson  4.1  Exploring  Side-­‐  Angle  Relationships  in  Acute  Triangles(3.1)  

p.  117  #1-­‐5    

  Lesson  4.2  Proving  &  Applying  the  Sine  Law  (3.2)   p.  124  #1-­‐4,  6,  9,  10,  12,  13    

  Mid-­‐  Chapter  Review  (Ch.  3)   p.  129  #1-­‐9    

 Lesson  4.3  Proving  &  Applying  the  Cosine  Law  (3.3)    

p.  137  #1-­‐5,    10,  13    

  Lesson  4.4  Solving  Problems  Using  Acute  Triangles  (3.4)   p.  147  #1-­‐5,  7-­‐13  ODD    

  Review-­‐  Chapter  3   p.  152  All  (optional)  p.  154  All    

 

Lesson  4.5  Exploring  the  Primary  Trigonometric  Ratios  of  Obtuse  Angles  (4.1)  

p.  163  #1-­‐4    

 

Lesson  4.6  Proving  &  Applying  the  Sine  and  Cosine  Laws  for  Obtuse  Triangles  (4.2)  

p.  171  #1-­‐6,  8,  9,  11,  12,  14    

  Mid-­‐Chapter  Review  (Ch.  4)   p.  175  All    

  Lesson  4.7  The  Ambiguous  Case  of  the  Sine  Law  (4.3)   p.  183  #1,  4-­‐6,  9,  11,  13    

  Lesson  4.8  Solving  Problems  Using  Obtuse  Triangles  (4.4)   p.  194  #2,  3,  5,  7-­‐13  ODD    

  Review-­‐  Chapter  4   p.  198  All  p.  200  All    

  Unit  Review  (Ch.  3  &  4)   Handouts    

 

Page 2: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

2    

Lesson  4.1:  Exploring  Side-­‐Angle  Relationships  in  Acute  Triangles    Sine  Law  Exploration  Instructions    1.  Choose  three  consecutive  letters  and  label  triangle  one.            Use  lowercase  letters  for  sides  and  capital  letters  for  angles.    2.  Measure  all  of  the  sides  and  all  of  the  angles  of  triangle  one.  Measure  more  than  once  to              check  for  accuracy.    3.  Record  the  confirmed  measurements  on  your  paper.  4.  Set  up  and  solve  a  ratio  for  each  side/angle  pairing  in  triangle  one,  like  this:  

𝑎sin𝐴  =  

12sin(60) =  13.85  

5.  Write  in  a  sentence  what  you  observe  about  the  three  ratios.  6.  Check  if  this  observation  is  true  for  all  triangles  by  repeating  steps  1-­‐4  for  triangle  two.    Triangle  One  

 

             Observation:  ________________________________________________________________________________________  

_______________________________________________________________________________________________________  

 Triangle  Two        

 

 

 

 

 

 

Was  your  observation  confirmed?  _____________    

Page 3: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

3    

Key  Idea:    The  ratios  of  

𝒍𝒆𝒏𝒈𝒕𝒉  𝒐𝒇  𝒐𝒑𝒑𝒐𝒔𝒊𝒕𝒆  𝒔𝒊𝒅𝒆𝒔𝒊𝒏  (𝒂𝒏𝒈𝒍𝒆)

 are  equivalent  for  all  three  side-­‐angle  pairs  in  an  acute  triangle.        The  Sine  Law:    

In  an  acute  triangle,  ∆ABC,      𝒂

𝒔𝒊𝒏  𝑨= 𝒃

𝒔𝒊𝒏  𝑩= 𝒄

𝒔𝒊𝒏  𝑪    

 Or                                𝒔𝒊𝒏  𝑨𝒂 = 𝒔𝒊𝒏  𝑩

𝒃 = 𝒔𝒊𝒏  𝑪𝒄  

   NOTE:  When  labeling  triangles,    

-­‐ Angles    

-­‐ Side  lengths    Capitol  and  lower  case  letters  correspond;  the  same  letter  is  used  for  an  angle  and  its  opposite  side.    The  longest  side  is  opposite  the  largest  angle.  The  shortest  side  is  opposite  the  smallest  angle.  The  middle  side  is  opposite  the  middle  measure  angle.    Lesson  4.2:  Proving  &  Applying  the  Sine  Law    In  the  previous  lesson,  we  discovered  the  side-­‐angle  relationship  in  acute  triangles.  We  want  to  prove  that  it  works  in  all  acute  triangles.  Consider  the  proof  given  on  p.  118  of  the  textbook.  Answer  the  questions  A-­‐I.                                  

Page 4: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

4    

                     Example  1:    A  triangle  has  angles  measuring  75O  and  60O.  The  side  opposite  the  75O  angle  is  14.0  m  in  length.  Determine  the  length  of  the  side  opposite  the  60O,  to  the  nearest  tenth  of  a  metre.                            Example  2:    Toby  uses  chains  attached  to  hooks  on  the  ceiling  and  a  winch  to  lift  engines  at  his  father’s  garage.  The  chains,  the  winch,  and  the  ceiling  are  arranged  as  shown.  Toby  solved  the  triangle  using  the  sine  law  to  determine  the  angle  that  each  chain  makes  with  the  ceiling  to  the  nearest  degree.  He  claims  θ  =  40O  and  α  =  54O.  Is  he  correct?  Explain  and  make  any  corrections.        

Page 5: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

5    

Example  3:    The  captain  of  a  small  boat  is  delivering  supplies  to  two  lighthouses,  as  shown.  His  compass  indicates  that  the  lighthouse  to  his  left  is  located  at  N30OW  and  the  lighthouse  to  his  right  is  located  at  N50OE.  Determine  the  compass  direction  he  must  follow  when  he  leaves  lighthouse  B  for  lighthouse  A.                                                                                          

NOTE:    You  can  use  the  sine  law  when  you  know:      • two  sides  and  the  angle  opposite  a  known  side  (SSA)  

   

• two  angles  and  any  side  (SAA  or  ASA)  

 

• I f  you  know  the  measures  of  two  angles   in  a  tr iangle,  you  can  determine  the  third  angle ,  because  the  angles  must  add  to  180O  

 

Page 6: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

6    

Lesson  4.3:  Proving  &  Applying  the  Cosine  Law    The  sine  law  cannot  always  help  you  determine  the  unknown  side  lengths  and  angle  measures.  Consider  these  triangles  below.  Try  to  solve  using  the  sine  law.      

                                 

                   The  Cosine  Law:    

𝒂𝟐 = 𝒃𝟐 + 𝒄𝟐 − 𝟐𝒃𝒄  𝒄𝒐𝒔𝑨  𝒃𝟐 = 𝒂𝟐 + 𝒄𝟐 − 𝟐𝒂𝒄  𝒄𝒐𝒔𝑩  𝒄𝟐 = 𝒂𝟐 + 𝒃𝟐 − 𝟐𝒂𝒃  𝒄𝒐𝒔𝑪  

 Rearrange  to  solve  for  an  angle:    

𝒄𝒐𝒔  𝑨 =𝒃𝟐 + 𝒄𝟐 − 𝒂𝟐

𝟐𝒃𝒄      The  proof  for  the  Cosine  Law  is  on  p.  130.  

 

Page 7: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

7    

 

 

 

 

 

 

 

 

When  using  the  cosine  law,  follow  these  steps:    

1. Label  the  triangle  so  that  what  you  want  to  know  is  a  or  A    

2. Make  a  list  of  what  you  know    

3. Identify  the  unknown    

4. Write  out  the  appropriate  formula    

5. Plug  your  known  values  in  to  the  formula    

6. Solve  for  the  unknown    

7. Write  out  your  final  answer  with  the  appropriate  units.      Example  1:    Determine  the  length  of  CB  to  the  nearest  centimetre.                                

NOTE  :  You  can  use  the  cosine  law  when  you  know:      • two  sides  and  the  contained  angle  (SAS)  

 

 • all  three  s ides  (SSS)  

 

 

Page 8: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

8    

Example  2:    Determine  the  measure  of  ∠A  to  the  nearest  degree.      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Example  3:    The  diagram  at  the  right  shows  the  plan  for  a  roof,  with  support  beam  DE  parallel  to  AB.  The  local  building  code  requires  the  angle  formed  at  the  peak  of  a  roof  to  fall  within  a  range  of  70O  to  80O  so  that  snow  and  ice  will  not  build  up.  Will  this  plan  pass  the  local  building  code?    

Page 9: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

9    

Lesson  4.4:  Solving  Problems  Using  Acute  Triangles  The  sine  law,  the  cosine  law,  the  primary  trigonometric  ratios,  and  the  sum  of  angles  in  a  triangle  may  all  be  useful  for  solving  acute  triangle  problems.      When  selecting  the  sine  law  or  the  cosine  law,  consider  which  sides  and/or  angles  are  given  and  which  side  or  angle  is  to  be  determined.  (See  also  the  table  on  p.  146)    Steps  to  Choose  a  Law:  1.        2.      3.          How  You  Know  You  Have  Chosen  Correctly            NOTE:  You  may  have  to  use  both  laws  or  one  law  twice  to  answer  a  question.    Example  1:    Determine  the  height  of  AC  to  the  nearest  metre.                                      

Page 10: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

10    

 Example  2:    A  kayak  leaves  a  dock  on  Lake  Athabasca  and  heads  due  north  for  2.3  km.  At  the  same  time,  a  second  kayak  travels  in  a  direction  N55OE  from  the  dock  for  1.8  km.  In  which  direction,  to  the  nearest  degree,  would  the  second  kayak  have  to  travel  to  meet  the  first  kayak?  

   

Page 11: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

11    

Lesson  4.5:  Exploring  the  Primary  Trigonometric  Ratios  of  Obtuse  Angles    Oblique  Triangle:  a  triangle  that  does  not  contain  a        angle.      Read  Explore  the  Math  on  p.  162.      Complete  the  following  table:    

θ   𝐬𝐢𝐧𝜽   𝐜𝐨𝐬𝜽   𝐭𝐚𝐧𝜽   𝟏𝟖𝟎𝑶 −𝜽   𝐬𝐢𝐧 (𝟏𝟖𝟎𝑶 −𝜽)   𝐜𝐨𝐬 (𝟏𝟖𝟎𝑶 −𝜽)   𝐭𝐚𝐧 (𝟏𝟖𝟎𝑶 −𝜽)  100!                

110!                

120!                130!                                

180!                  What  relationships  do  you  observe  when  comparing  the  trigonometric  ratios  for  obtuse  angles  with  the  trigonometric  ratios  for  the  related  supplementary  acute  angles?        For  any  angle  θ ,    

• 𝐬𝐢𝐧𝜽 = 𝐬𝐢𝐧(𝟏𝟖𝟎𝑶 −𝜽)  • 𝐜𝐨𝐬𝜽 = − 𝐜𝐨𝐬  (𝟏𝟖𝟎𝑶 −𝜽)  • 𝐭𝐚𝐧𝜽 = − 𝐭𝐚𝐧 (𝟏𝟖𝟎𝑶 −𝜽)  

     Example  1:    Determine  the  measures  of  two  angles  between  0O  and  180O  that  have  each  sine  ratio.  Round  each  answer  to  the  nearest  degree.    

a) 0.34           b)  !!  

                   

Page 12: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

12    

Lesson  4.6:  Proving  &  Applying  the  Sine  and  Cosine  Laws  for  Obtuse  Triangles    Prove  that  the  Sine  Law  holds  true  for  obtuse  triangles.        

Page 13: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

13    

Example  1:    Determine  the  measure  of  ∠C  to  the  nearest  degree.                                        Example  2:    In  an  obtuse  triangle,  ∠B  measures  23.0O  and  its  opposite  side,  b,  has  a  length  of  40.0  cm.  Side  a  is  the  longest  side  of  the  triangle,  with  a  length  of  65.0  cm.  Determine  the  measure  of  ∠A  to  the  nearest  tenth  of  a  degree.                                                

Page 14: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

14    

Example  3:    Colleen  and  Juan  observed  a  tethered  balloon  advertising  the  opening  of  a  new  fitness  centre.  They  were  250  m  apart,  joined  by  a  line  that  passed  directly  below  the  balloon,  and  were  on  the  same  side  of  the  balloon.  Juan  observed  the  balloon  at  an  angle  of  elevation  of  7O  while  Colleen  observed  the  balloon  at  an  angle  of  elevation  of  82O.  Determine  the  height  of  the  balloon  to  the  nearest  metre.                                  Example  4:    Show  that  the  Cosine  Law  holds  for  obtuse  triangles.        

Page 15: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

15    

Example  5:    The  roof  of  a  house  consists  of  two  slanted  sections.  A  roofing  cap  is  being  made  to  fit  the  crown  of  the  roof,  where  the  two  slanted  sections  meet.  Determine  the  measure  of  the  angle  needed  for  the  roofing  cap,  to  the  nearest  tenth  of  a  degree.                                                        NOTE:  The  sine  and  cosine  law  are  used  with  obtuse  triangles  in  the  same  way  that  they  are  used  with  acute  triangles.    

   

17.0  ft   20.3  ft  

33.5  ft  

roofing  cap  

Page 16: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

16    

Lesson  4.7:  The  Ambiguous  Case  of  the  Sine  Law  You  must  check  for  the  ambiguous  case  of  the  sine  law  when  you  are  given  two  side  lengths  and  the  measure  of  an  angle  opposite  one  of  the  sides:  SSA.      The  ambiguous  case    of  the  sine  law  occurs  when            can  be  drawn,  given  the  available  information.    Example  1:    Given  each  SSA  situation  for  ∆ABC,  determine  how  many  triangles  are  possible.    

a) ∠A  =  30O,  a  =  4  m,  b  =  12  m  b) ∠A  =  30O,  a  =  6  m,  b  =  12  m  c) ∠A  =  30O,  a  =  8  m,  b  =  12  m  d) ∠A  =  30O,  a  =  15  m,  b  =  12  m  

                                                                 

Page 17: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

17    

Example  2:    Isha  is  at  the  starting  point  of  two  southeasterly  paths  at  an  angle  measure  of  25O  to  each  other.  She  followed  these  directions:    

• Follow  the  more  southerly  path  for  10.2  km  to  a  lookout.    • Turn  due  north  and  walk  another  5.4  km  to  a  cabin.    • Turn  and  walk  directly  back  to  the  starting  point  along  the  more  northerly  path.    

What  is  the  compass  direction  of  the  return  path,  to  the  nearest  degree?                                                                                

Page 18: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

18    

Example  3:    Martina  and  Carl  are  part  of  a  team  that  is  studying  weather  patterns.  The  team  is  about  to  launch  a  weather  balloon  to  collect  data.  Martina’s  rope  is  7.8  m  long  and  makes  an  angle  of  36.0O  with  the  ground.  Carl’s  rope  is  5.9  m  long.  Assuming  that  Martina  and  Carl  form  a  triangle  in  a  vertical  plane  with  the  weather  balloon,  what  is  the  distance  between  Martina  and  Carl,  to  the  nearest  tenth  of  a  metre?                                                                                    

Page 19: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

19    

Summary  of  Ambiguous  Case                                                                                            

Page 20: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

20    

Lesson  4.8:  Solving  Problems  Using  Obtuse  Triangles  When  solving  problems,  consider  the  following  flow  chart:                    

   

 

 

 

 

 

 

Example  1:    An  aerial  cable  car  takes  passengers  across  a  74  m  wide  gorge.  At  one  point  in  the  crossing,  the  angles  of  depression  of  the  cable  supporting  the  cable  car  measure  43O  and  37O.  Determine  the  length  of  the  cable,  to  the  nearest  tenth  of  a  metre.                                          

Draw  a  diagram.  

Label  it  with  all  the  given  information.  

Right  Triangle   Acute  Triangle   Obtuse  Triangle  

Use  the  primary  trigonometric  

ratios.    

Use  the  sine  law  or  the  cosine  law.  With  the  sine  law,  remember  to  consider  the  ambiguous  case.    

Page 21: 0 Trigonometry Booklet - MBCI

11  Applied  Mathematics          

21    

Example  2:    From  a  10  m  lookout  tower,  the  angles  of  depression  to  two  tents  measure  22O  and  29O.  One  tent  is  on  a  heading  of  S35OW.  The  other  is  on  a  heading  of  S68OE.  What  is  the  distance  between  the  two  tents,  to  the  nearest  metre?