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12. Die Kreisfunktionen für beliebige Winkel. Daß man
sich in der Trigonometrie nicht auf hohle Winkel beschränken darf,
vielmehr zeigen muß, in welcher Weise jedem Winkel bestimmte Werte
der Funktionen zugeordnet werden können, scheint allgemein anerkannt
zu sein. Diese Erweiterung kann auf mancherlei Art vorgenommen
werden. Man kann sich einmal damit begnügen, die Funktionen für
spitze Winkel geometrisch zu definieren, das Additionstheorem auch
nur in dieser Beschränkung zu beweisen und die Werte der Funktionen
für alle anderen Winkel aus der Forderung herzuleiten, daß das Additions-
theorem allgemeine Gültigkeit besitzen soll. Man kann etwa in folgender
Weise vorgehen. Nachdem die Funktionen des rechten Winkels er-
mittelt sind, was auf verschiedene Weise geschehen kann, führt das
Additionstheorem auf die Formeln: sin (90° + «)=cos ax, cos (90° + «)
= — sin x. Daraus ergeben sich die Werte von sin 180° und cos 180°.
Dann geht man in gleicher Weise voran; man bestimmt die Werte der
Funktionen für 180° + «, für 270°, für 270° + « usf. Man zeigt
daß die erhaltenen Formeln, die zunächst nur für spitze Winkel « her-
geleitet werden, allgemeine Gültigkeit besitzen und demnach befähigt
sind, jedem positiven Winkel ganz bestimmte Werte der Funktionen
zuzuordnen. Auch die Funktionen negativer Winkel gehen aus dem
Additionstheorem hervor. Die bekannten Formeln zeigen nämlich, daß
sin (v — u) = — sin (u — U), cos (v — u) = cos (u — v), also ‚sin (— «)
= — 8in&, COS (— «) == CO8 w Ist.
Man muß aber noch zeigen, daß bei dieser Erweiterung das Additions-
theorem seine volle Gültigkeit beibehält. Für positive Winkel wird
lies in folgender Weise möglich. Nachdem die Gültigkeit der Formeln
für sin (« + ß), cos (« + ß) unter der Annahme bewiesen ist, daß die
Winkel «x, ß einem gewissen Bereich angehören, zeigt man, daß der
Bereich eines jeden der beiden Winkel um 90° erweitert werden darf.
Setzt man nämlich «= 90° + «, so wird sin («' + ß) = sin (90° + «+ ß)
= 008 (@« + ß) = cos « cos ß — sin « sin ß = sin (90° + «) cos 8 +
cos (90° + «) sin ß = sin w' cos ß + cos w' sin ß.
In dieser Weise kann man nicht nur bei den drei anderen Formeln
verfahren, sondern auch den Bereich nach der negativen Seite für jeden
der beiden Winkel um 90° erweitern.
Wir erkennen gern an, daß dieser Weg theoretisch berechtigt ist
und mit wenigen Erwägungen auskommt. Dagegen können wir manche
pädagogische Bedenken nicht unterdrücken. Indem man auf die an-
gegebene Weise verfährt, verzichtet man, abgesehen vom spitzen Winkel,
absichtlich auf alle Anschaulichkeit; man sieht ganz davon ab, den Ver-
lauf dieser Funktionen der Anschauung zugänglich zu machen. Es will
ans auch scheinen, als ob es dem Schüler, der auf dieses Verfahren an-
gewiesen ist, schwer fallen müßte, den Verlauf der vier Funktionen im
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Killing u. Hovestadt: mathem. Unterricht II