ত্রিকোণমিতিক অনুপাত

Submitted by arpita pramanik on Thu, 06/02/2011 - 07:52

 ত্রিকোণমিতিক অনুপাত  ( Trigonometrical Ratios )

 ত্রিকোণমিতিক অনুপাত নির্ণয় 

ratio

মনে করি AO রেখাটি ঘড়ির কাঁটার বিপরীতদিকে ঘুরে OB অবস্থানে এসে OA রেখার সঙ্গে AOB কোণ উৎপন্ন করেছে। এবার কোণের OB বাহুর উপরে P , Q , R .... যেকোনো সংখ্যক বিন্দু নিয়ে OA বাহুর উপরে যথাক্রমে PX , QY , RZ , ..... লম্ব টানা হল। ফলে XOP , YOQ , ZOR ... যে সমকোণী ত্রিভুজ পাওয়া গেল তারা পরস্পর সদৃশ। এবার সদৃশ ত্রিভুজের ধর্ম থেকে আমরা পাই 

(i) PXOP=QYOQ=RZOR=.....

(ii) OXOP=OYOQ=OZOR=.....

(iii) PXOX=QYOY=RZOZ=.....

(iv) OPPX=OQQY=ORRZ=.....

(v) OPOX=OQOY=OROZ=......

(vi) OXPX=OYQY=OZRZ=.....

তাহলে দেখা যাচ্ছে এক প্রস্থ সদৃশ সমকোণী ত্রিভুজের কোনো একটি সূক্ষকোণের সাপেক্ষে 

(i) লম্ব : অতিভুজ বা লম্ব এবং অতিভুজের অনুপাত গুলি সমান , অনুরূপে (ii) ভূমি : অতিভুজ বা ভূমি এবং অতিভুজের অনুপাত , (iii) লম্ব : অতিভুজ বা লম্ব এবং অতিভুজের অনুপাত গুলি পরস্পর সমান। সুতরাং বলা যায় অনুপাত গুলির মান ত্রিভুজগুলির বাহুর দৈর্ঘ্যের উপর নির্ভরশীল নয়। অনুপাতগুলির মান সম্পূর্ণরূপে সূক্ষকোণটির পরিমানের উপর নির্ভরশীল। 

যেহেতু ত্রিভুজগুলি প্রত্যেকটি সমকোণী ত্রিভুজ এবং তাদের একটি সাধারণ সূক্ষকোণ θ তাই এই ঘটনা ঘটেছে। সাধারণ সূক্ষকোণ θ এর মান যাই হোকনা কেন প্রতিক্ষেত্রে অনুরূপ ফল পাওয়া যাবে। 

তাহলে দেখা যাচ্ছে সদৃশ সমকোণী ত্রিভুজের যেকোনো একটি সাধারণ সূক্ষকোণের পরিপ্রেক্ষিতে বাহুগুলির পারস্পরিক অনুপাতের একটি নির্দিষ্ট মান পাওয়া যায়। এই সত্যের উপরে ভিত্তি করে ত্রিকোণমিতিক অনুপাত প্রতিষ্ঠিত। আবার আমরা দেখেছে ত্রিভুজের তিনটি বাহুর দুটি দুটি করে নিয়ে মোট ছয় প্রকারের অনুপাত পাওয়া যায়। তাই এই ছয় প্রকারের অনুপাতকে আলাদা আলাদা ভাবে চিহ্নিত করার জন্য ত্রিকোনমিতিতে তাদের আলাদা আলাদা নাম দেওয়া হয়েছে এই অনুপাতগুলিকে ত্রিকোণমিতিক অনুপাত বলা হয়। 

 

ত্রিকোণমিতিক অনুপাত ও তাদের নাম ( Different types of Trigonometrical Ratios )

অতিভুজ এখানে  ABC ত্রিভুজের ABC = এক সমকোণ। অতএব AC = অতিভুজ এবং সূক্ষকোণ ACB এর পরিপেক্ষিতে BC হল ভূমি এবং AB হল লম্ব।

মনে করি ACB=θ . এখন 

  1. ABAC=sineθ যাকে সংক্ষেপে লেখা হয় sinθ
  2. BCAC=cosineθ যাকে সংক্ষেপে লেখা হয় cosθ
  3. ABBC=tangentθ যাকে সংক্ষেপে লেখা হয় tanθ
  4. ACAB=cosecantθ যাকে সংক্ষেপে লেখা হয় cosecθ
  5. ACBC=secantθ যাকে সংক্ষেপে লেখা হয় secθ
  6. BCAB=cotangentθ যাকে সংক্ষেপে লেখা হয় cotθ

বিশেষ ভাবে মনে রাখতে হবে যে আলোচ্য সূক্ষকোণের বিপরীত বাহুটিকে লম্ব ধরতে হবে এবং অতিভুজ ছাড়া অন্য বাহুটিকে ভূমি ধরতে হবে। আরো মনে রাখতে হবে যে , যেকোনো অনুপাতের মতো এই অনুপাত গুলি শুদ্ধ সংখ্যা , যার কোনো একক নেই। 

 

ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের ধর্ম ( Properties of Trigonometrical Ratios)

  মনে করি sinθ এর বর্গ নিতে হবে , অর্থাৎ (sinθ)2 নিতে হবে। আমাদের লেখার সুবিধার জন্য আমরা সাধারণত (sinθ)2=sin2θ লিখি। কিন্তু খেয়াল রাখতে হবে (sinθ)2sinθ2 .

অনুরূপ ভাবে (cosθ)2=cos2θ,(tanθ)2=tan2θ ইত্যাদি। 

ত্রিকোণমিতিক অনুপাত গুলির পারস্পরিক সম্পর্ক ( Relations between Different Trigonometrical Ratios )

অতিভুজ

(A) Reciprocal relation 

(1) উপরের চিত্র থেকে দেখা যাচ্ছে sinθ=ABAC . আবার cosecθ=ACAB . একটু লক্ষ্য করলে দেখা যাচ্ছে ত্রিকোণমিতিক অনুপাত দুটি একটি অন্যটির ব্যস্ত অনুপাতের সমান , অর্থাৎ 

sinθ=ABAC=1ACAB=1cosecθsinθ=1cosecθcosecθ=1sinθ

(2) আবার 

cosθ=BCAC=1ACBC=1secθcosθ=1secθsecθ=1cosθ

এখানেও একটি অন্যটির ব্যাস্তানুপাত। 

(3) আবার 

tanθ=ABBC=1BCAB=1cotθtanθ=1cotθcotθ=tanθ

এখানেও একটি অন্যটির ব্যাস্তানুপাত। 

(B) Quotient relations 

আবার দেখো 

sinθcosθ=ABACBCAC=ABBC=tanθ

অতএব cotθ=1tanθ=1sinθcosθ=cosθsinθ

 

(C) Square relation 

(1) আবার চিত্রে সমকোণী ত্রিভুজ ABC থেকে পাই ,

AB2+BC2=AC2

এই সম্পর্কের উভয়পাশে AC2 দিয়ে ভাগ করে পাই 

AB2+BC2AC2=AC2AC2(ABAC)2+(BCAC)2=1sin2θ+cos2θ=1

যেহেতু ABAC=sinθ এবং BCAC=cosθ

অতএব আমরা বলতে পারি 

sin2θ=1cos2θsinθ=1cos2θ

অনুরূপে 

cos2θ=1sin2θcosθ=1sin2θ

(2)  আবার চিত্রে সমকোণী ত্রিভুজ ABC থেকে পাই ,

AC2=AB2+BC2

এই সম্পর্কের উভয়পাশে BC2 দিয়ে ভাগ করে পাই 

AC2BC2=AB2+BC2BC2(ACBC)2=(ABBC)2+1sec2θ=tan2θ+1

যেহেতু ACBC=secθ এবং ABBC=tanθ

সুতরাং secθ=tanθ+1

আবার 

tan2θ=sec2θ1tanθ=sec2θ1

(3) আবার চিত্রে সমকোণী ত্রিভুজ ABC থেকে পাই ,

AC2=AB2+BC2

এই সম্পর্কের উভয়পাশে AB2 দিয়ে ভাগ করে পাই 

AC2AB2=AB2AB2+BC2AB2(ACAB)2=1+(BCAB)2cosec2θ=1+cot2θ

যেহেতু ACAB=cosecθ এবং BCAB=cotθ

সুতরাং cosecθ=1+cot2θ

আবার 

cot2θ=cosec2θ1cotθ=cosec2θ1

ত্রিকোণমিতিক অনুপাতগুলির পারস্পরিক সম্পর্কের বিস্তারিত আলোচনা থেকে দেখতে পাওয়া যায় যে , কোনো একটি কোণের যেকোনো একটি কোণানুপাত দেওয়া থাকলে তা থেকে অন্যান্য কোণানুপাতগুলি নির্ণয় করা যায়। 

 

নিচের ছকে ত্রিকোণমিতিক অনুপাতগুলির পারস্পরিক সম্পর্ক দেওয়া হল 

 

  sinθ cosθ tanθ cotθ secθ cosecθ
sinθ sinθ 1cos2θ tanθ1+tan2θ 11+cot2θ sec2θ1secθ 1cosecθ
cosθ 1sin2θ cosθ 11+tan2θ cotθ1+cot2θ 1secθ cosec2θ1cosecθ
tanθ sinθ1sin2θ 1cos2θcosθ tanθ 1cotθ sec2θ1 1cosec2θ1
cotθ 1sin2θsinθ cosθ1cos2θ 1tanθ cotθ 1sec2θ1 cosec2θ1
secθ 11sin2θ 1cosθ 1+tan2θ 1+cot2θcotθ secθ cosecθcosec2θ1
cosecθ 1sinθ 11cos2θ 1+tan2θtanθ 1+cot2θ secθsec2θ1 cosecθ

 

কয়েকটি কোণের ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের মান 

আগের আলোচনায় আমরা দেখেছি দুই বা ততোধিক সদৃশ সমকোণী ত্রিভুজের বাহুগুলির দৈর্ঘ্য যাই হোক না কেন তাদের যেকোনো একটি অনুরূপ সূক্ষকোণের পরিপ্রেক্ষিতে ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের মান অপরিবর্তিত থাকে। নীচে ত্রিভুজ ABC এবং ত্রিভুজ DEF দুটি সদৃশ সমকোণী ত্রিভুজ , যাদের ABC=DEF=θ . 

similarity

লক্ষ্য করলেই দেখা যাচ্ছে তাদের বাহুগুলি সমান নয়। কিন্তু আমরা জানি ACAB=DFDE অর্থাৎ sinABC=sinDEF=sinθ এবং ACBC=DFEF অর্থাৎ tanABC=tanDEF=tanθ . অনুরূপভাবে ত্রিকোণমিতিক অনুপাত গুলির সমতা দেখানো যায়। 

এ থেকে বোঝাযায় যে জ্যামিতিক অঙ্কনের সাহায্যে একটি সমকোণী ত্রিভুজের মধ্যে যেকোনো পরিমাপের সূক্ষকোণ নিয়ে তার ত্রিকোণমিতিক অনুপাতগুলির মান নির্ণয় করা যায়। 

 

কয়েকটি আদর্শ কোণের ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের মান নির্ণয় 

0 থেকে 90 পর্যন্ত , এর মধ্যে এমন কয়েকটি কোণ আছে যাদের কোণানুপাতের মান কোনো প্রকার মাপ যোগের ঝামেলা না করেই জ্যামিতিক তত্ত্বের সাহায্যে নির্ণয় করা যায়। সেই কোণ গুলি হল 0 , 30 , 45 , 60 , 90 . ত্রিকোনমিতিতে এই সমস্ত কোণ গুলিকে আদর্শ কোণ বলে। নীচে আদর্শ কোণের মান নির্ণয় পদ্ধতি দেওয়া হল। 

45 কোণের ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের মান নির্ণয় 

right angle triangle

উপরের চিত্রে ABC হল সমকোণী ত্রিভুজ , যার BAC=45 ; এই ত্রিকোণমিতিক অনুপাতগুলির মান নির্ণয় করতে হবে।

  যেহেতু BAC=45 , অতএব BCA=45 হবে।

সুতরাং BC = AB .

এখন মনে করি BC = AB = a .

আমরা জানি অতিভুজ CA=AB2+BC2=a2+a2=a2

এখন অতিভুজ CA=a2 , লম্ব AB = a এবং ভূমি BC = a 

সুতরাং sin45=ABCA=aa2=12

cosec45=CAAB=a2a=2

cos45=BCCA=aa2=12

sec45=CABC=a2a=2

tan45=ABBC=aa=1

cot45=BCAB=aa=1

 

60 কোণের ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের মান 

সমদ্বিবাহু

উপরের চিত্রে ABD হল একটি সমকোণী ত্রিভুজ। যার ABD=60 এই কোণের ত্রিকোণমিতিক মান নির্ণয় করতে হবে। 

অঙ্কন : BD কে C পর্যন্ত এমন ভাবে বাড়ানো হল যেন BD = DC হয়। A , C কে যুক্ত করা হল।

এখন ত্রিভুজ ABD এবং ত্রিভুজ ACD এর মধ্যে BD = DC , AB হল সাধারণ এবং ADB=ADC ( উভয়েই সমকোণ ) . অতএব ত্রিভুজ দুটি সর্বসম। 

সুতরাং ABD=60=ACD এবং ত্রিভুজ ABC হল সমবাহু ত্রিভুজ। 

এবার মনে করি AB = 2a 

অতএব AC = 2a . BD = a = CD 

ত্রিভুজ ABD তে 

AD=AB2BD2=4a2a2=3a2=a3

তাহলে ত্রিভুজ ABD তে ABD এর পরিপ্রেক্ষিতে 

অতিভুজ AB = 2a , লম্ব AD=a3 এবং ভূমি BD = a 

সুতরাং sin60=ADAB=a32a=32

cosec60=ABAD=2aa3=23

cos60=BDAB=a2a=12

sec60=ABBD=2aa=2

tan60=ADBD=a3a=3

cot60=BDAD=aa3=13

 

30 কোণের ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের মান 

30 dgree

উপরের চিত্রে AOB হল একটি সমকোণী ত্রিভুজ। এই ত্রিভুজের BAO=30 . এই কোণের ত্রিকোণমিতিক অনুপাতগুলির মান নির্ণয় করতে হবে। 

অঙ্কন : BO কে C বিন্দু পর্যন্ত এমন ভাবে বর্ধিত করা হল , যাতে BO = OC হয় এবং AC যুক্ত করা হল।

এখন ত্রিভুজ AOB এবং ত্রিভুজ AOC এর মধ্যে BO =OC , AD সাধারণ বাহু এবং AOB=AOC ( উভয়ই সমকোণ ) . 

অতএব ত্রিভুজ দুটি সর্বসম। সুতরাং আমরা বলতে পারি ABO=ACO=60 এবং OAB=OAC=30 .অতএব ত্রিভুজ ABC হল সমবাহু ত্রিভুজ। 

মনে করি AB = 2a = AC এবং OB = OC = a .

অতএব সমকোণী ত্রিভুজ AOB এর 

AO=AB2BO2=4a2a2=a3

এখন সমকোণী ত্রিভুজ AOB এর BAO এর সাপেক্ষে অতিভুজ AB = 2a , লম্ব OB = a এবং ভূমি OA = a3

এখন sin30=OBAB=a2a=12

cosec30=ABOB=2aa=2

cos30=AOAB=a32a=32

sec30=ABOA=2aa3=23

tan30=OBOA=aa3=13

cot30=OAOB=a3a=3

 

90 কোণের ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের মান 

90 degree

এখানে আমরা এমন একটা অবস্থানের কথা ভাবছি যখন ঘূর্ণিয়মান রেখাটি একটি সমকোণ অর্থাৎ 90 কোণ উৎপন্ন করবে , এবং তার যেকোন এক বিন্দু থেকে মূল বাহুর উপর লম্ব টেনে একটি সমকোণী ত্রিভুজ পাওয়া যাবে। উপরের চিত্রে দেখা যাচ্ছে , ঘূর্ণিয়মান রেখাটি যতই 90 এর কাছাকাছি যাচ্ছে ততই তার থেকে অঙ্কিত লম্ব সমকোণী ত্রিভুজের অতিভুজের সাথে মিলে যাচ্ছে এবং ত্রিভুজের ভূমির দৈর্ঘ্য কমে যাচ্ছে। এ অবস্থায় ঘূর্ণিয়মান রেখাটি যখন ঠিক 90 কোণ উৎপন্ন করবে তখন অতিভুজ এবং লম্ব একটি রেখায় পরিণত হয় অর্থাৎ প্রয়োজনীয় ত্রিভুজটির অস্তিত্ব থাকবেনা ( কারণ একটি সমকোণী ত্রিভুজের একটিই সমকোণ থাকতে পারে। ) সুতরাং এক্ষেত্রে নীচের ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের মান গুলি হবে। 

sin90=1cosec90=1cos90=0cot90=0

মন্তব্য sec90 এবং tan90 এর মান অসংজ্ঞাত। 

 

0 কোণের ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের মান 

0 degree

এখানে আমরা এমন একটি অবস্থার কথা ভাবছি যখন ঘূর্ণিয়মান রেখাটি তার যাত্রা শুরু করেছে , কিন্তু মূল অবস্থান ছেড়ে সে নতুন কোনো অবস্থানে যায়নি। এই অবস্থায় আমরা বলি ঘূর্ণিয়মান রেখাটি 0 কোণ উৎপন্ন করেছে। এ অবস্থায় ভূমি ও অতিভুজ একে অন্যটির উপর মিলিত হয় অর্থাৎ তারা একটি রেখায় পরিণত হয়। এক্ষেত্রে একটি লম্ব টেনে সমকোণী ত্রিভুজ পাওয়া যায় না। ( কারণ কোনো ত্রিভুজের একটি কোণ 0 হতে পারে না। ) সুতরাং এই ক্ষেত্রেও নীচের ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের মানগুলির সংজ্ঞা হিসাবে ধরা হয়। 

sin0=0cos0=1tan0=0sec0=1

মন্তব্য cosec0 এবং cot0 এর মান অসংজ্ঞাত। 

 

আদর্শ কোণের ত্রিকোণমিতিক মানে তালিকা 

কোণানুপাত  0 30 বা π6 45 বা π4 60 বা π3 90 বা π2
sin 0 12 12 32 1
cos 1 32 12 12 0
tan 0 13 1 3 অসংজ্ঞাত
cosec অসংজ্ঞাত 2 2 23 1
sec 1 23 2 2 অসংজ্ঞাত
cot অসংজ্ঞাত 3 1 13 0

 

 

 

Related Items

ত্রিকোণমিতিক অনুপাতের প্রয়োগ - উচ্চতা ও দূরত্ব

সূচনাতে ত্রিকোণমিতি কেন বলতে গিয়ে আমরা বলেছিলাম যে সঠিকভাবে মেপে বা গণিতের অন্য কোনো শাখার সাহায্যে কোনো কিছুর উচ্চতা বা দৈর্ঘ্য ও দূরত্ব সম্মন্ধে অনেক তথ্য , যা আমরা সহজে নির্ণয় করতে পারিনা , তা ত্রিকোণমিতির সাহায্যে সহজেই নির্ণয় করা যায়।

পূরক কোণের ত্রিকোণমিতিক অনুপাত

জ্যামিতিতে আমরা দেখেছে যখন দুটি কোণের মানের সমষ্টি 90 deg হয় তখন কোণ দুটির একটিকে অপরটির পূরক কোণ ( Complementary Angles ) বলে।যেমন , 60 deg + 30 deg = 90 deg, সুতরাং 60 deg কোণের পূরক কোণ 30 deg এবং 30 deg কোণের পূরক কোণ হবে 60 deg .

বিবিধ ঘনবস্তুসমূহ (Various 3D Figures)

এই অধ্যায়ে আমরা একাধিক ঘনবস্তুর পারস্পরিক সম্পর্কে বিচার করে মিলিতভাবে যে সমস্যাগুলির সম্মুখীন হব, তার সমাধান করা শিখবো । সুবিধার জন্য ওই ঘনবস্তু সম্পর্কিত সূত্রাবলির তালিকা এখানে একসাথে দেওয়া হল ।

গোলক (Sphere)

আমরা প্রত্যেকেই ফুটবল, ভূগোলক, ক্রিকেট বল বা খেলার মার্বেল দেখেছি । এগুলোই আমাদের প্রাত্যহিক জীবনে দেখা গোলকের উদাহরণ । গোলক এমন একটি ঘনবস্তু যা একটি মাত্র বক্রতল দিয়ে তৈরী ।

লম্ব-বৃত্তাকার শঙ্কু (Right-circular Cone)

কোনো সমকোণী ত্রিভুজের সমকোণ ধারক যেকোনো একটি বাহুকে স্থির রেখে বা অক্ষ ধরে ত্রিভুজটিকে একবার পূর্ণ আবর্তন করালে যে ঘনবস্তু উৎপন্ন হয়, তাকে শঙ্কু বলে ।