Trigonometri och geometri: formler att kunna utantill till MaFy-provet
Här är 26 formler och samband inom trigonometri och geometri som du behöver kunna utantill till Matematik- och fysikprovet (MaFy-provet), där formelsamling inte är tillåten. Varje formel har en kort förklaring med storheter och enheter och ett räknat exempel som går att lösa utan miniräknare.
Samma formler finns som formelkort i MaFy-appen, där du övar på dem med självbedömning och får tillbaka korten när det är dags att repetera.
Öva på de här formlerna i appen
Översikt: trigonometri och geometri i en tabell
| Samband | Formel |
|---|---|
| Exakta trigonometriska värden | , , ; , , ; , , |
| Radianer | rad, |
| Enhetscirkeln | Punkten på enhetscirkeln med vinkeln har koordinaterna ; () |
| Tecken i kvadranterna | Kvadrant I: alla . II: . III: . IV: |
| Trigonometriska ettan | |
| Symmetrier och periodicitet | , , , , , , |
| Formler för dubbla vinkeln | , |
| Additionsformlerna | , |
| Trigonometriska ekvationer | : eller . : |
| Sinussatsen | |
| Cosinussatsen | |
| Areasatsen | |
| Pythagoras sats | ( = hypotenusan) |
| Likformighet och skala | Längder: . Areor: . Volymer: |
| Randvinkelsatsen | Randvinkeln är hälften av medelpunktsvinkeln på samma båge |
| Cirkel: omkrets, area, båge och sektor | , , båglängd , sektorarea ( i radianer) |
| Cirkelns ekvation | |
| Avståndsformeln och mittpunkt | , |
| Räta linjens ekvation | , (); vinkelräta: |
| Areor av plana figurer | Triangel , parallellogram , trapets , cirkel |
| Volymer och mantelareor | Prisma och cylinder , pyramid och kon , klot . Mantelarea: cylinder , kon ( = sidolinjen). Klotets area |
| Triangelolikheten | Varje sida är kortare än summan av de två andra: |
| Bisektrissatsen | ( = bisektrisens skärning med ) |
| Tangent till en cirkel | Tangenten är vinkelrät mot radien i tangeringspunkten. Två tangenter från samma punkt är lika långa |
| Samband mellan tan och cos | |
| Vinkelsumma och yttervinkel | Triangel: . -hörning: . Yttervinkel = summan av de två motstående inre vinklarna |
Formlerna en och en
Exakta trigonometriska värden
Värdena kommer från en liksidig triangel som delas mitt itu (30° och 60°) och en kvadrat som delas längs diagonalen (45°). På provet förväntas man kunna dem utantill.
Tips: Härleds ur en halv liksidig triangel och en halv kvadrat.
Räknat exempel
Beräkna .
Svar: 7/4
Radianer
En radian är den medelpunktsvinkel som spänner upp en båge lika lång som radien. Ett helt varv är radianer.
Tips: , , , .
Räknat exempel
Skriv i radianer och i grader.
Svar: 3π/4 och 150°
Enhetscirkeln
Vinkeln mäts moturs från positiva x-axeln. x-koordinaten är och y-koordinaten . Därmed får man tecknen i varje kvadrant direkt.
Tips: Gäller alla vinklar, även negativa och större än ett varv.
Räknat exempel
Bestäm och .
- ligger i andra kvadranten med referensvinkeln .
- ,
Svar: −1/2 och √3/2
Tecken i kvadranterna
Tecknen följer av koordinaterna på enhetscirkeln. I varje kvadrant är exakt en (eller i första kvadranten alla) av funktionerna positiv enligt tabellen.
Tips: Rita enhetscirkeln: cos är x-koordinaten, sin y-koordinaten.
Räknat exempel
Vinkeln ligger i tredje kvadranten och . Bestäm .
- Hjälptriangel 3-4-5 ger .
- I tredje kvadranten är :
Svar: −4/5
Trigonometriska ettan
Sambandet följer av Pythagoras sats på enhetscirkeln och gäller för alla vinklar . Den används för att räkna fram ur och tvärtom.
Tips: Tecknet på roten bestäms av kvadranten.
Räknat exempel
Givet och . Bestäm .
- Andra kvadranten:
Svar: −12/13
Symmetrier och periodicitet
Sambanden följer av symmetrier i enhetscirkeln. Cosinus är en jämn funktion och sinus en udda. Hela varv ändrar inte värdet.
Tips: har perioden , sin och cos har perioden . Ett halvt varv byter tecken: , .
Räknat exempel
Förenkla .
Svar: sin v
Formler för dubbla vinkeln
Formlerna uttrycker sinus och cosinus för dubbla vinkeln i den enkla vinkeln. De följer av additionsformlerna.
Tips: Den sista varianten används ofta för att skriva om .
Räknat exempel
Givet och . Beräkna .
Svar: 24/25
Additionsformlerna
Formlerna ger sinus och cosinus för en summa eller differens av två vinklar. Med dem kan man till exempel beräkna exakta värden för och .
Tips: Lägg märke till teckenbytet i cosinusformeln.
Räknat exempel
Beräkna exakt.
Svar: (√6 + √2)/4
Trigonometriska ekvationer
Här är en lösning och ett godtyckligt heltal (vinklar i radianer; i grader byts mot ). Varje värde med antas två gånger per varv, bara en gång, och för saknas lösningar.
Tips: Glöm inte den andra lösningsserien.
Räknat exempel
Lös för .
- ger eller
- eller
Svar: π/6 och 5π/6
Sinussatsen
I en triangel med sidorna , , och de motstående vinklarna , , är kvoten mellan sinus för en vinkel och den motstående sidan densamma för alla tre.
Tips: Är två sidor och en vinkel som inte ligger mellan dem givna kan det finnas två trianglar, eftersom .
Räknat exempel
I triangeln är , och . Hur lång är sidan ?
Svar: 4√2
Cosinussatsen
Cosinussatsen är en generalisering av Pythagoras sats. är vinkeln mellan sidorna och , och är den motstående sidan. För blir den Pythagoras sats.
Tips: Används när två sidor och mellanliggande vinkel, eller alla tre sidor, är kända.
Räknat exempel
I en triangel är två sidor 3 och 5 och vinkeln mellan dem . Hur lång är den tredje sidan?
Svar: 7
Areasatsen
Arean av en triangel där sidorna och bildar vinkeln .
Tips: Med fås .
Räknat exempel
En triangel har sidorna 6 och 8 med vinkeln mellan sig. Hur stor är arean?
Svar: 12 areaenheter
Pythagoras sats
I en rätvinklig triangel är kvadraten på hypotenusan lika med summan av kvadraterna på kateterna och .
Tips: Pythagoreiska tripplar: 3-4-5, 5-12-13, 8-15-17, 7-24-25.
Räknat exempel
En stege som är 5,0 m lång står mot en vägg med foten 1,4 m från väggen. Hur högt upp når den?
Svar: 4,8 m
Likformighet och skala
I likformiga figurer är alla motsvarande längder i samma förhållande (skalan). Då skalas areor med och volymer med .
Tips: Likformiga trianglar har lika vinklar och proportionella sidor.
Räknat exempel
En modell av en byggnad är gjord i skala 1:50. Modellens golvarea är . Hur stor är byggnadens golvarea?
- Areaskala:
Svar: 2000 m²
Randvinkelsatsen
En randvinkel har spetsen på cirkeln, och en medelpunktsvinkel har spetsen i centrum. Står de på samma båge är randvinkeln hälften så stor. Alla randvinklar på samma båge är lika stora.
Tips: Specialfall: en randvinkel på en diameter är rät (Thales sats).
Räknat exempel
En medelpunktsvinkel i en cirkel är . Hur stor är en randvinkel på samma båge?
- Randvinkeln är hälften av medelpunktsvinkeln.
Svar: 70°
Cirkel: omkrets, area, båge och sektor
För en cirkel med radien är båglängden och sektorarean proportionella mot medelpunktsvinkeln . Formlerna med kräver att är i radianer.
Tips: I grader: båge .
Räknat exempel
En cirkelsektor har radien 6 cm och medelpunktsvinkeln . Hur stor är arean?
Svar: 6π ≈ 19 cm²
Cirkelns ekvation
Alla punkter på cirkeln har avståndet till medelpunkten. Ekvationen följer av avståndsformeln.
Tips: Kvadratkomplettera för att hitta medelpunkt och radie.
Räknat exempel
Bestäm medelpunkt och radie för cirkeln .
- : medelpunkt , radie 5
Svar: Medelpunkt (3, −2), radie 5
Avståndsformeln och mittpunkt
Avståndet mellan punkterna och fås med Pythagoras sats. Mittpunkten har medelvärdet av koordinaterna.
Tips: Avståndsformeln är Pythagoras sats i koordinatsystemet.
Räknat exempel
Hur långt är det mellan punkterna och ?
Svar: 10
Räta linjens ekvation
Lutningen är ändringen i per steg i , och är skärningen med y-axeln. Två linjer är vinkelräta om produkten av lutningarna är .
Tips: Parallella linjer har samma lutning.
Räknat exempel
Bestäm ekvationen för linjen genom som är vinkelrät mot .
- :
Svar: y = −x/2 + 2
Areor av plana figurer
Areaformlerna för de vanligaste figurerna. är basen och höjden vinkelrätt mot basen; i trapetsen är och de parallella sidorna.
Tips: Höjden är alltid vinkelrät mot basen.
Räknat exempel
En trapets har de parallella sidorna 5 cm och 9 cm och höjden 4 cm. Hur stor är arean?
Svar: 28 cm²
Volymer och mantelareor
För kroppar med konstant tvärsnitt är volymen basytan gånger höjden . Spetsiga kroppar har en tredjedel av den volymen.
Tips: är basytans area.
Räknat exempel
En kon har radien 3 cm och höjden 4 cm. Hur stor är volymen?
Svar: 12π ≈ 38 cm³
Triangelolikheten
Om en sida är lika med eller längre än summan av de andra två går det inte att bilda en triangel. Villkoret avgör om en triangel med givna mått alls kan finnas.
Tips: Det räcker att kontrollera att den längsta sidan är kortare än summan av de två andra.
Räknat exempel
För vilka finns en triangel med sidorna 3, 5 och ?
Svar: 2 < x < 8
Bisektrissatsen
Bisektrisen delar vinkeln mitt itu och den motstående sidan i samma förhållande som de två sidor som bildar vinkeln.
Tips: Den längre närliggande sidan ger den längre delen.
Räknat exempel
I triangeln är , och . Bisektrisen från skär i . Hur lång är ?
- , så
Svar: 4
Tangent till en cirkel
Eftersom tangenten bara har en punkt gemensam med cirkeln är radien till den punkten vinkelrät mot tangenten. Därför kan man ofta använda Pythagoras sats.
Tips: Radien, tangentsträckan och avståndet till medelpunkten bildar en rätvinklig triangel.
Räknat exempel
En punkt ligger 13 cm från medelpunkten i en cirkel med radien 5 cm. Hur lång är tangentsträckan från punkten till cirkeln?
- Rät vinkel vid tangeringspunkten:
Svar: 12 cm
Samband mellan tan och cos
Sambandet fås genom att dividera trigonometriska ettan med . Det gäller när .
Tips: Tecknet bestäms av kvadranten.
Räknat exempel
Vinkeln ligger i tredje kvadranten och . Bestäm .
- Tredje kvadranten:
Svar: −√5/5
Vinkelsumma och yttervinkel
En -hörning kan delas i trianglar, vilket ger vinkelsumman. En yttervinkel till en triangel är lika med summan av de två inre vinklar som inte ligger intill den.
Tips: En fyrhörning har vinkelsumman .
Räknat exempel
Hur stor är varje vinkel i en regelbunden sexhörning?
- Vinkelsumma:
Svar: 120°
Var på provet behövs formlerna?
Enligt vår egen genomgång av proven 2024–2026, som finns publicerade på provets officiella webbplats, har uppgifter av den här typen återkommit på följande ställen:
- Trigonometri och geometri: Matematik A13–A19, B25, B28–B30 (trigonometri, cosinussatsen, plangeometri)
Numreringen gäller de senaste årens prov och kan ändras. Gamla prov med facit finns på provets officiella webbplats, se guiden Gamla prov och facit.
Hur lär man sig formlerna utantill?
Läs inte bara igenom listan. Täck över formeln, försök skriva den själv och kontrollera sedan. Gör om det med några dagars mellanrum, och oftare för de formler du glömmer. Kontrollera enheterna i varje formel du skriver: stämmer inte dimensionen är formeln fel. Mer om metoden finns i guiden Formler du måste kunna utantill.
Fler formelområden
- Mekanik 38 formler
- El och magnetism 24 formler
- Vågor och optik 18 formler
- Modern fysik 19 formler
- Termofysik 15 formler
- Konstanter och storleksordningar 29 formler
- Algebra, ekvationer och olikheter 27 formler
- Derivator och integraler 20 formler
Till formelsamlingen · Om Matematik- och fysikprovet
MaFy-appen och de här sidorna är inte knutna till eller godkända av Chalmers, KTH, GU, SU eller provets arrangörer. Uppgifterna i appen är egna och kopierar inte provets uppgifter.