topografia 1 trigonometria e coordinate
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topografia 1 trigonometria e coordinate
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Y<br />
O<br />
Y’<br />
Y’<br />
A<br />
(Y (Y B B – Y YA) A)<br />
B’<br />
B’<br />
- α<br />
200c 200c 200<br />
(AB)<br />
(AB)<br />
(X (X B B – X XA) A)<br />
B<br />
X’<br />
X’<br />
X<br />
TRIGONOMETRIA E COORDINATE
Indice<br />
Angoli e sistemi di misura angolare<br />
Funzioni trigonometriche<br />
Risoluzione dei triangoli rettangoli<br />
Risoluzione dei poligoni<br />
Risoluzione dei triangoli non rettangoli e loro area<br />
Risoluzione dei quadrilateri e loro area<br />
Coordinate cartesiane e polari piane<br />
Azimut<br />
Passaggio da coordinte polari a cartesiane e da cartesiane a polari polari<br />
Azimut e distanza tra due punti di <strong>coordinate</strong> cartesiane note<br />
Area con le <strong>coordinate</strong> cartesiane (Gauss)<br />
Utilizzo delle <strong>coordinate</strong> cartesiane per la risoluzione dei poligoni poligoni
Angoli<br />
Si definisce angolo ciascuna delle due porzioni di piano<br />
limitate da due semirette (lati) uscenti da uno stesso punto<br />
(vertice). Gli angoli in <strong>topografia</strong> sono orientati in senso<br />
orario. L’angolo si ottiene facendo ruotare il segmento<br />
SB ˆ A<br />
SA ˆ BSA ˆ B<br />
SA fino a farlo coincidere con il segmento SB<br />
S<br />
SB ˆ ASB ˆ A<br />
A<br />
B
Angoli<br />
A<br />
A<br />
S<br />
S<br />
S<br />
B<br />
A<br />
B<br />
SB ˆ ASB ˆ A<br />
SB ˆ ASB ˆ A<br />
SB ˆ ASB ˆ A<br />
B<br />
SB ˆ A<br />
è un angolo giro<br />
SB ˆ A è un angolo retto<br />
SB ˆ A<br />
è un angolo piatto
I sistemi di misura<br />
angolare<br />
sessagesimale e<br />
centesimale<br />
270°<br />
300 C<br />
360°<br />
0°<br />
180°<br />
400 C 0C 200 C<br />
90°<br />
P 163° 27’ 48’’<br />
100 C<br />
P 181 c ,6259<br />
1°<br />
1’<br />
1 C<br />
1’<br />
60’<br />
60’’<br />
100’<br />
100’’
I sistemi di misura<br />
angolare<br />
Passaggi da un sistema<br />
ad un altro<br />
Per passare dai gradi sessagesimali ai centesimali è<br />
necessario decimalizzare i gradi sessagesimali dividendo i<br />
α<br />
C<br />
primi per 60 e i secondi per 3600<br />
163°<br />
+<br />
27'<br />
60<br />
+<br />
α°<br />
180°<br />
48''<br />
3600<br />
=<br />
=<br />
C<br />
α<br />
200<br />
163°<br />
, 4633<br />
successivamente dalla proporzione<br />
si ottiene<br />
163°<br />
, 4633 × 200<br />
=<br />
180°<br />
C<br />
C<br />
C<br />
= 181 , 6259
Le funzioni<br />
trigonometriche<br />
300 c<br />
0c = 400c 400<br />
A’<br />
Y a<br />
O<br />
200 c<br />
α<br />
X a<br />
A<br />
100 c<br />
Le funzioni trigonometriche associano<br />
ad ogni angolo un numero puro.<br />
Studieremo di seguito le quattro<br />
funzioni seno, seno,<br />
coseno, coseno,<br />
tangente e<br />
cotangente.<br />
cotangente<br />
Si consideri una circonferenza di<br />
centro O e raggio OA, riferita ad un<br />
sistema di assi cartesiani con origine<br />
nel centro della circonferenza. Al<br />
variare della posizione del punto A<br />
varia l’ampiezza dell’angolo α
Le funzioni<br />
trigonometriche<br />
seno e coseno<br />
300 c<br />
Si definisce seno<br />
dell’angolo dell angolo α (sen sen α) il<br />
rapporto fra l’ascissa l ascissa del<br />
punto A, X a, , ed il raggio<br />
della circonferenza OA<br />
sen<br />
α<br />
=<br />
Xa<br />
OA<br />
A’<br />
Y a<br />
O<br />
100 c<br />
0c = 400c 400<br />
200 c<br />
α<br />
X a<br />
A<br />
100 c<br />
Si definisce coseno<br />
dell’angolo dell angolo α (cos cos α) il<br />
rapporto fra l’ordinata l ordinata del<br />
punto A, Y a, , ed il raggio<br />
della circonferenza OA<br />
cos<br />
α<br />
=<br />
Ya<br />
OA
Le funzioni<br />
trigonometriche<br />
tangente e<br />
cotangente<br />
300 c<br />
Si definisce tangente<br />
dell’angolo dell angolo α (tan tan α) il<br />
rapporto fra l’ascissa l ascissa del<br />
punto A, X a, , e la sua<br />
ordinata Y a<br />
tan<br />
α<br />
=<br />
Xa<br />
Ya<br />
0c = 400c 400<br />
A’<br />
Y A<br />
O<br />
200 c<br />
α<br />
X A<br />
A<br />
Si definisce cotangente<br />
dell’angolo dell angolo α (cot cot α) il<br />
rapporto fra l’ordinata l ordinata del<br />
punto A, Y a, , e la sua<br />
ascissa X a<br />
cot<br />
α<br />
=<br />
Ya<br />
Xa
Funzioni<br />
trigonometriche<br />
Quadro generale<br />
gradi<br />
gradi<br />
gradi<br />
gradi<br />
0 c<br />
100<br />
100<br />
100<br />
100<br />
100 c<br />
200<br />
200<br />
200<br />
200<br />
200 c<br />
300<br />
300<br />
300<br />
300<br />
300 c<br />
400<br />
400<br />
400<br />
400<br />
400 c<br />
seno<br />
seno<br />
seno<br />
seno<br />
0<br />
1<br />
0<br />
-1<br />
0<br />
coseno coseno<br />
coseno<br />
coseno<br />
coseno<br />
1<br />
0<br />
-1<br />
0<br />
1<br />
tangente<br />
tangente<br />
tangente<br />
tangente<br />
0<br />
+ + + + ∞<br />
∞<br />
∞<br />
∞<br />
0<br />
+ + + + ∞<br />
∞<br />
∞<br />
∞<br />
0<br />
cotangente<br />
cotangente<br />
cotangente<br />
cotangente<br />
+ + + + + ∞<br />
∞<br />
∞<br />
∞<br />
0<br />
+ + + + ∞<br />
∞<br />
∞<br />
∞<br />
0<br />
+ + + + ∞<br />
∞<br />
∞<br />
∞
Le funzioni<br />
trigonometriche<br />
utilizzate per la<br />
risoluzione dei<br />
triangoli rettangoli<br />
B C<br />
Bˆ Ĉ<br />
A<br />
Â<br />
sen<br />
cos<br />
tan<br />
Â<br />
Â<br />
Â<br />
=<br />
=<br />
=<br />
BC<br />
AC<br />
AB<br />
AC<br />
BC<br />
AB<br />
Le funzioni trigonometriche sono<br />
utilizzate per risolvere i triangoli<br />
rettangoli. Nella risoluzione è<br />
necessario conoscere almeno due<br />
elementi. La sommatoria degli angoli<br />
interni (nel sistema centesimale) è di<br />
200 c<br />
sen<br />
cos<br />
tan<br />
Ĉ<br />
Ĉ<br />
Ĉ<br />
=<br />
=<br />
=<br />
AB<br />
AC<br />
BC<br />
AC<br />
AB<br />
BC
Le funzioni inverse<br />
Da uno dei qualsiasi rapporti precedentemente visti, che<br />
definiscono le funzioni trigonometriche, si ottiene come<br />
risultato un numero puro il cui valore numerico e il segno<br />
dipendono dall’ampiezza dell’angolo e dalla funzione che<br />
all’angolo risulta associata. Per conoscere l’angolo, nota la<br />
funzione, è necessario utilizzare la “funzione “ funzione inversa”. inversa”.<br />
Sulle<br />
calcolatrici le funzioni inverse sono indicate con sen -1 , cos -1 , tan -1<br />
Â<br />
sen<br />
=<br />
Â<br />
sen<br />
=<br />
-<br />
1<br />
BC<br />
AC<br />
(<br />
BC<br />
AC<br />
)<br />
B C<br />
Bˆ Ĉ<br />
A<br />
Â
Â<br />
cos<br />
×<br />
AC<br />
=<br />
AB<br />
risulta<br />
cui<br />
da<br />
AC<br />
AB<br />
=<br />
Â<br />
cos<br />
Â<br />
sen<br />
×<br />
AC<br />
=<br />
BC<br />
risulta<br />
cui<br />
da<br />
AC<br />
BC<br />
=<br />
Â<br />
sen<br />
Â<br />
-<br />
100<br />
=<br />
Ĉ<br />
100<br />
=<br />
Ĉ<br />
+<br />
Â<br />
100<br />
=<br />
B ˆ<br />
ma<br />
200<br />
=<br />
Ĉ<br />
+<br />
B ˆ<br />
+<br />
Â<br />
A<br />
vertice<br />
nel<br />
angolo<br />
l'<br />
e<br />
AC<br />
ipotenusa<br />
l'<br />
noti<br />
Sono<br />
c<br />
c<br />
c<br />
c<br />
B C<br />
A<br />
Triangoli rettangoli<br />
Risoluzione
( )<br />
Â<br />
-<br />
100<br />
=<br />
Ĉ<br />
100<br />
=<br />
Ĉ<br />
+<br />
Â<br />
100<br />
=<br />
B ˆ<br />
ma<br />
200<br />
=<br />
Ĉ<br />
+<br />
B ˆ<br />
+<br />
Â<br />
AC<br />
BC<br />
sen<br />
=<br />
Â<br />
cui<br />
da<br />
AC<br />
BC<br />
=<br />
Â<br />
sen<br />
BC<br />
+<br />
AB<br />
=<br />
AC<br />
AC<br />
ipotenusa<br />
l'<br />
calcolare<br />
possibile<br />
è<br />
Pitagora<br />
di<br />
T.<br />
il<br />
con<br />
BC<br />
e<br />
AB<br />
cateti<br />
due<br />
i<br />
noti<br />
Sono<br />
C<br />
C<br />
C<br />
C<br />
)<br />
(<br />
1<br />
-<br />
2<br />
2<br />
Triangoli rettangoli<br />
Risoluzione<br />
B C<br />
A
Triangoli rettangoli<br />
Risoluzione<br />
γ<br />
cos<br />
×<br />
b<br />
=<br />
a<br />
risulta<br />
cui<br />
da<br />
b<br />
a<br />
=<br />
γ<br />
cos<br />
γ<br />
sen<br />
c<br />
=<br />
b<br />
risulta<br />
cui<br />
da<br />
b<br />
c<br />
=<br />
γ<br />
sen<br />
γ<br />
-<br />
90<br />
=<br />
α<br />
90<br />
=<br />
γ<br />
+<br />
α<br />
90<br />
=<br />
β<br />
ma<br />
180<br />
=<br />
γ<br />
+<br />
β<br />
+<br />
α<br />
)<br />
γ<br />
(<br />
C<br />
vertice<br />
nel<br />
angolo<br />
l'<br />
e<br />
(c)<br />
AB<br />
cateto<br />
il<br />
noti<br />
Sono<br />
o<br />
o<br />
o<br />
o<br />
B C<br />
A<br />
a<br />
b<br />
c<br />
β<br />
α<br />
γ
Triangoli rettangoli<br />
Quadro generale<br />
A<br />
B C<br />
A<br />
B C<br />
A<br />
B C<br />
A<br />
B C<br />
elementi elementi elementi elementi noti<br />
noti<br />
noti<br />
noti<br />
due cateti<br />
ipotenusa<br />
cateto<br />
ipotenusa<br />
angolo in C<br />
cateto<br />
angolo in A<br />
incognite<br />
incognite<br />
incognite<br />
incognite<br />
ipotenusa<br />
due angoli<br />
cateto<br />
due angoli<br />
angolo in A<br />
due cateti<br />
angolo in C<br />
ipotenusa<br />
cateto<br />
risoluzione<br />
risoluzione<br />
risoluzione<br />
risoluzione<br />
AB = √(AB 2 + BC 2 )<br />
A = sen- 1 sen (BC/AC)<br />
C = 100 C - A<br />
BC = √(AC 2 - AB 2 )<br />
A = cos- 1 cos (AB/AC)<br />
C = 100 C - A<br />
A = 100 C - C<br />
AB = AC x sen C<br />
BC = √(AC 2 - AB 2 )<br />
C = 100 C - A<br />
AC = AB / cos A<br />
BC = √(AC 2 - AB 2 )
Risoluzione poligoni<br />
di N lati<br />
Risolvere un poligono significa determinare tutti i suoi elementi elementi<br />
a<br />
partire da alcuni già noti. Per elementi si intendono in generale generale<br />
i<br />
lati, gli angoli interni e l’area. I procedimenti risolutivi più<br />
semplici si basano sulla divisione del poligono in triangoli,<br />
mediante il tracciamento di diagonali. La risoluzione inizia<br />
sempre dal triangolo di cui sono noti almeno tre elementi. Per un un<br />
poligono di N lati devono essere noti un numero tale di elementi<br />
che si ottengono dalla formula<br />
Ne = ( 2 x N – 3 )<br />
Tra questi devono essere noti almeno ( N – 2 ) lati
Somma degli angoli<br />
interni in un<br />
poligono di N lati<br />
La somma degli angoli interni in un poligono di N lati si ottiene ottiene<br />
A<br />
B<br />
dalla formula:<br />
Σα = 200 c x ( N – 2 )<br />
Σα = 200 c x ( 5 – 2 ) = 600 c<br />
E<br />
C<br />
D
Triangoli non<br />
rettangoli<br />
Per la risoluzione dei triangoli non rettangoli è necessario che siano<br />
noti almeno tre elementi, combinazione di lati e angoli.<br />
Per la risoluzione possono essere applicati, a seconda dei casi, due<br />
teoremi:<br />
TEOREMA DI CARNOT<br />
TEOREMA DEI SENI<br />
La sommatoria degli angoli interni (nel sistema centesimale) è di di<br />
200 C
Triangoli non rettangoli<br />
Teorema di Carnot<br />
Noti due lati del triangolo e l’angolo tra essi compreso, questo<br />
teorema permette il calcolo del terzo lato incognito<br />
A<br />
B<br />
2 2<br />
AC = ( AB + BC − 2 × AB × BC ×<br />
C<br />
COS<br />
B) ˆ
Triangoli non<br />
rettangoli<br />
Teorema dei seni<br />
“Il Il rapporto fra i lati e i seni dei rispettivi angoli opposti è costante<br />
ed uguale al diametro della circonferenza circoscritta al triangolo” triangolo”<br />
AB<br />
sen<br />
Ĉ<br />
A<br />
=<br />
sen<br />
BC<br />
Â<br />
B<br />
=<br />
sen<br />
CA<br />
B ˆ<br />
C<br />
=<br />
2<br />
×<br />
r
Triangoli non<br />
rettangoli<br />
Teorema dei seni<br />
Il T. dei seni permette di calcolare un lato quando siano noti il il<br />
rispettivo angolo opposto ed una coppia di elementi in relazione<br />
tra loro. Se sono noti il lato AB e gli angoli nei vertici C e B, B,<br />
è<br />
AB<br />
sen<br />
Ĉ<br />
=<br />
A<br />
AC<br />
sen<br />
B ˆ<br />
possibile calcolare AC<br />
da<br />
B<br />
cui<br />
AC<br />
C<br />
=<br />
AB<br />
×<br />
sen<br />
sen<br />
Ĉ<br />
B ˆ
Triangoli non<br />
rettangoli<br />
Teorema dei seni<br />
Anche gli angoli possono essere calcolati. Se sono noti AB, BC e<br />
l’angolo in A è possibile ottenere l’angolo nel vertice C<br />
A<br />
AB BC<br />
AB -1<br />
=<br />
da cui Ĉ = sen (<br />
sen Ĉ sen Â<br />
B<br />
C<br />
×<br />
BC<br />
sen<br />
Â<br />
)
Triangoli non<br />
rettangoli<br />
Area<br />
Noti due lati del triangolo e l’angolo tra essi compreso, l’area si<br />
S<br />
=<br />
A<br />
B<br />
1<br />
2<br />
ottiene dalla formula<br />
×<br />
AB<br />
×<br />
AC<br />
×<br />
sen<br />
C<br />
Â
Triangoli non<br />
rettangoli<br />
Area<br />
A<br />
Â<br />
Se nella formula:<br />
b<br />
C<br />
Poniamo: b = AB, dal triangolo rettangolo ACB 1 risulta:<br />
si ottiene la formula finale:<br />
h<br />
B 1<br />
1<br />
S = × b ×<br />
2<br />
h<br />
sen  = da cui h = AC ×<br />
AC<br />
h<br />
sen<br />
Â<br />
B<br />
1<br />
S = × AB × AC ×<br />
2<br />
sen<br />
Â
Triangoli non<br />
rettangoli<br />
Area con la formula di<br />
Erone<br />
Se sono noti i tre lati del triangolo l’area si ottiene dalla formula<br />
A<br />
di Erone<br />
C<br />
SABC = √ [ p x ( p – AB ) x ( p – BC ) x ( p – CA ) ]<br />
in cui: p = ( AB + BC + CA ) / 2<br />
è il semiperimetro<br />
B
Triangoli non<br />
rettangoli<br />
Area<br />
Se è noto un solo lato e tutti e tre gli angoli interni l’area si si<br />
S<br />
ABC<br />
A<br />
=<br />
1<br />
2<br />
×<br />
(<br />
ottiene dalla formula<br />
AC<br />
C<br />
2<br />
×<br />
sen<br />
sen<br />
Â<br />
B ˆ<br />
×<br />
sen<br />
B<br />
Ĉ<br />
)
Triangoli non<br />
rettangoli<br />
Risoluzione<br />
A<br />
C<br />
B<br />
( )<br />
Â<br />
sen<br />
×<br />
AC<br />
×<br />
AB<br />
×<br />
2<br />
1<br />
=<br />
S<br />
)<br />
Ĉ<br />
+<br />
Â<br />
(<br />
-<br />
200<br />
=<br />
B ˆ<br />
)<br />
BC<br />
Â<br />
sen<br />
×<br />
AB<br />
(<br />
sen<br />
=<br />
Ĉ<br />
Â<br />
cos<br />
×<br />
AC<br />
×<br />
AB<br />
×<br />
2<br />
-<br />
AC<br />
+<br />
AB<br />
=<br />
BC<br />
A<br />
vertice<br />
nel<br />
angolo<br />
l'<br />
e<br />
AC<br />
,<br />
AB<br />
noti<br />
Sono<br />
ABC<br />
c<br />
1<br />
-<br />
2<br />
2
Triangoli non<br />
rettangoli<br />
Risoluzione<br />
Ĉ<br />
sen<br />
×<br />
CB<br />
×<br />
AC<br />
×<br />
2<br />
1<br />
=<br />
S<br />
)<br />
Ĉ<br />
cos<br />
×<br />
CB<br />
×<br />
AC<br />
×<br />
2<br />
-<br />
CB<br />
+<br />
AC<br />
(<br />
=<br />
AB<br />
Â<br />
sen<br />
B ˆ<br />
sen<br />
×<br />
BC<br />
=<br />
AC<br />
)<br />
Ĉ<br />
+<br />
B ˆ<br />
(<br />
-<br />
200<br />
=<br />
Â<br />
C<br />
e<br />
B<br />
in<br />
angoli<br />
gli<br />
e<br />
BC<br />
lato<br />
il<br />
noti<br />
Sono<br />
ABC<br />
2<br />
2<br />
c<br />
A<br />
C<br />
B
Risoluzione dei<br />
quadrilateri<br />
Per la risoluzione dei quadrilateri è necessario conoscere almeno almeno<br />
cinque elementi (combinazione di lati, angoli, area).<br />
I metodi di risoluzione più utilizzati, sono:<br />
• divisione del quadrilatero con diagonali in due triangoli<br />
• divisione del quadrilatero in figure semplici (triangoli rettangoli rettangoli<br />
e<br />
rettangoli)<br />
• trasformazione del quadrilatero in un triangolo<br />
La sommatoria degli angoli interni (nel sistema centesimale) è di di<br />
400 C
Metodi per la<br />
risoluzione dei<br />
quadrilateri<br />
Divisione in triangoli<br />
A<br />
A<br />
Â<br />
AC<br />
2<br />
1<br />
D ˆ<br />
Ĉ2<br />
D<br />
D<br />
B<br />
Ĉ<br />
1<br />
B<br />
C<br />
C<br />
DISTANZE<br />
ANGOLI<br />
ELEMENTI NOTI<br />
AB<br />
B<br />
BC<br />
È questo il caso più semplice<br />
C<br />
CD<br />
perchè esistono due possibilità di<br />
risoluzione sia con la diagonale AC<br />
che con quella BD. Tracciata la<br />
diagonale AC, si risolve come<br />
segue:<br />
Triangolo 1<br />
diagonale AC con Carnot<br />
angolo in C 1 con i seni<br />
Triangolo 2<br />
angolo C 2 per differenza C – C 1<br />
lato AD con Carnot<br />
angolo in D con i seni<br />
angolo in A per differenza a 400 c<br />
area totale come somma delle aree<br />
parziali di due triangoli
Metodi per la<br />
risoluzione dei<br />
quadrilateri<br />
Divisione in triangoli<br />
A<br />
A<br />
1<br />
D<br />
D1 ˆ<br />
D<br />
D2 ˆ<br />
DB<br />
CD<br />
2<br />
B ˆ<br />
C<br />
B<br />
C<br />
B2 ˆ<br />
B<br />
DISTANZE<br />
ANGOLI<br />
ELEMENTI NOTI<br />
AB<br />
A<br />
BC<br />
C<br />
L’unica diagonale che permette di<br />
AD<br />
risolvere il problema è la diagonale BD,<br />
perchè nel triangolo 1 sono noti 3<br />
elementi, mentre nel triangolo 2 gli<br />
elementi noti sono insufficienti<br />
Triangolo 1<br />
diagonale BD con Carnot<br />
angolo D 1 con i seni<br />
Triangolo 2<br />
angolo D 2 con i seni<br />
angolo D somma di D 1 + D 2<br />
angolo B per differenza a 400 c<br />
angolo B 2 per differenza a 200 c<br />
lato CD con Carnot o seni<br />
area totale come somma delle aree parziali<br />
di due triangoli
Metodi per la<br />
risoluzione dei<br />
quadrilateri<br />
Divisione in triangoli<br />
A<br />
AD<br />
Â2<br />
A1<br />
2<br />
AC<br />
D<br />
D<br />
Ĉ2<br />
CD<br />
Ĉ1<br />
B ˆ<br />
C<br />
B<br />
C<br />
B<br />
DISTANZE<br />
ANGOLI<br />
ELEMENTI NOTI<br />
AB<br />
A<br />
BC<br />
Anche se sono noti cinque elementi è<br />
C<br />
D<br />
necessario, come prima cosa, calcolare per<br />
differenza l’angolo nel vertice B. Si traccia<br />
successivamente la diagonale AC<br />
B = 400 c – (A + C + D)<br />
AC = √(AB 2 + BC 2 – 2 x AB x BC x cos B)<br />
C 1 = sen -1 (AB x sen B / AC)<br />
C 2 = C – C 1<br />
AD = (AC / sen D) x sen C 2<br />
A 2 = 200 c – (D + C 2 )<br />
CD = (AC / sen D) x sen A 2<br />
S 1 = 0.5 x AB x BC x sen B<br />
S 2 = 0.5 x AD x DC x sen D<br />
S 1 + S 2 = S t
Metodi per la<br />
risoluzione dei<br />
quadrilateri<br />
Divisione in triangoli<br />
rettangoli<br />
D<br />
A B<br />
D<br />
Ĉ2<br />
3<br />
C<br />
C<br />
H<br />
1 2<br />
A E F<br />
B<br />
Ĉ1<br />
DISTANZE<br />
ANGOLI<br />
In questo caso è necessario dividere il quadrilatero<br />
in più triangoli rettangoli, utilizzando nella<br />
risoluzione le funzioni trigonometriche<br />
come<br />
DE<br />
CF<br />
somma<br />
= AD x sen Â<br />
Bˆ = BC x sen<br />
Ĉ =<br />
1<br />
100<br />
D = 400 ˆ<br />
AB = AE + EF (DH) + FB<br />
di tre<br />
ELEMENTI NOTI<br />
C<br />
-<br />
DH<br />
C<br />
2<br />
triangolo<br />
triangolo<br />
B ˆ<br />
triangolo<br />
=<br />
=<br />
sen<br />
Ĉ = Ĉ<br />
C<br />
-<br />
triangoli<br />
BC<br />
( CD2<br />
1<br />
A<br />
B + Ĉ ) ˆ ( Â +<br />
area<br />
CH<br />
- 1<br />
AE<br />
BF<br />
+ Ĉ<br />
1<br />
2<br />
3<br />
-<br />
=<br />
DH<br />
(<br />
CD<br />
2<br />
CF<br />
CH 2)<br />
)<br />
rettangoli<br />
CD<br />
B<br />
= AD x cos Â<br />
Bˆ = BC x cos<br />
-<br />
DE<br />
DA<br />
e un rettangolo
Metodi per la<br />
risoluzione dei<br />
quadrilateri<br />
Trasformazione in un<br />
triangolo<br />
A<br />
Â<br />
D<br />
D ˆ<br />
D<br />
1<br />
ˆ<br />
Ĉ<br />
B ˆ<br />
Ĉ<br />
1<br />
B<br />
E<br />
Ê<br />
C<br />
DISTANZE<br />
ANGOLI<br />
Ĉ<br />
1<br />
= 200<br />
B<br />
sen Ê<br />
ˆ<br />
AB x sen<br />
AE =<br />
CD x sen Ĉ1<br />
DE =<br />
sen Ê<br />
S<br />
S<br />
ABE<br />
DEC<br />
ELEMENTI NOTI<br />
D = 400 ˆ<br />
Ê<br />
S<br />
=<br />
=<br />
=<br />
C<br />
-<br />
1<br />
2<br />
1<br />
2<br />
ABCD<br />
C<br />
200<br />
Ĉ<br />
-<br />
si prolungano<br />
C<br />
AD = AE - DE<br />
-<br />
= S<br />
AB<br />
Per risolvere questo caso è necessario prolungare i due<br />
lati AD e BC trasformando il quadrilatero nel triangolo<br />
ABE di cui sono noti il lato AB e gli angoli in A e B<br />
A<br />
B + Ĉ ) ˆ ( Â +<br />
AD e BC in E<br />
D ˆ<br />
ABE<br />
( Â<br />
1<br />
BE<br />
x AE x EB x sen Ê<br />
x DE x EC x sen Ê<br />
-<br />
= 200<br />
S<br />
B ) ˆ +<br />
DEC<br />
CD<br />
B<br />
C<br />
AB x sen Â<br />
=<br />
sen Ê<br />
D1 sen Ê<br />
ˆ<br />
CD x sen<br />
CE =<br />
-<br />
BC = BE - CE<br />
D ˆ<br />
C
Area dei<br />
quadrilateri<br />
Divisione in due<br />
triangoli<br />
A<br />
Il calcolo della superficie del quadrilatero può essere ricondotto ricondotto<br />
al<br />
calcolo della superficie di due triangoli<br />
1<br />
2<br />
D<br />
B<br />
C<br />
SABCD ABCD = S 1 + S 2<br />
S1 = 0.5 x AD x DC x sen D<br />
S2 = 0.5 x AB x BC x sen B
Area dei<br />
quadrilateri<br />
Formula del<br />
camminamento<br />
Se sono noti tre lati adiacenti e gli angoli fra essi compresi è<br />
A<br />
SABCD ABCD ABCD<br />
ABCD<br />
ABCD =<br />
=<br />
=<br />
=<br />
possibile applicare la formula di camminamento<br />
D<br />
B<br />
= 0.5 0.5 0.5 0.5 x x x x [ [<br />
[<br />
[ AB AB AB AB x x x x BC BC BC BC BC x x x x sen sen sen sen B B B B + + + + BC BC BC BC x x x x CD CD CD CD x x x x sen sen sen sen C C<br />
C<br />
C –<br />
+ + + + AB AB AB AB x x x x CD CD CD CD x x x x sen sen sen sen ( ( ( ( B B B B + + + + + C C C C C ) )<br />
)<br />
) ]<br />
C
Coordinate<br />
cartesiane piane<br />
Q.4<br />
Q.3<br />
S (- ; -)<br />
T (- ; +)<br />
0<br />
Y<br />
X P<br />
P (+ ; +)<br />
Y P<br />
R (+ ; -)<br />
Q.1<br />
Q.2<br />
X
Coordinate polari<br />
piane<br />
asse polare<br />
N (0 c )<br />
(OA)<br />
O (polo)<br />
Si consideri un punto del piano detto polo o origine, origine,<br />
ed una retta<br />
comunque orientata passante per tale punto, asse polare. .<br />
Rispetto a tale sistema di riferimento, si definiscono <strong>coordinate</strong> <strong>coordinate</strong><br />
polari del punto A, la distanza orizzontale OA e l’Azimut o<br />
angolo di direzione orizzontale (OA)<br />
OA<br />
A
Passaggio da<br />
<strong>coordinate</strong> polari a<br />
cartesiane<br />
Y<br />
asse polare<br />
A’<br />
Y A<br />
N (0 c )<br />
(OA)<br />
O (polo)<br />
X A<br />
Il passaggio diretto da polari a cartesiane è possibile solo se:<br />
OA<br />
le origini dei due sistemi coincidono<br />
il semiasse positivo delle Y coincide con l’asse polare<br />
A<br />
X
Passaggio da<br />
<strong>coordinate</strong> polari a<br />
cartesiane<br />
sen<br />
cos<br />
( OA)<br />
( OA)<br />
Y<br />
A’<br />
A’<br />
Y A<br />
(OA)<br />
(OA)<br />
O O (polo)<br />
(polo)<br />
X A<br />
OA OA OA OA<br />
Dal triangolo rettangolo OAA’ risulta:<br />
=<br />
=<br />
X<br />
A<br />
OA<br />
Y<br />
A<br />
OA<br />
da<br />
da<br />
cui<br />
cui<br />
Al variare dell’azimut tra 0 c e 400 c , le <strong>coordinate</strong> calcolate<br />
assumono il segno relativo ai quattro quadranti.<br />
:<br />
:<br />
A<br />
X<br />
Y<br />
A<br />
A<br />
=<br />
=<br />
OA<br />
OA<br />
X<br />
×<br />
×<br />
sen<br />
cos<br />
( OA)<br />
( OA)
Passaggio da<br />
<strong>coordinate</strong><br />
cartesiane a polari<br />
Y<br />
A’<br />
Y A<br />
N (0 c )<br />
(OA)<br />
O (polo)<br />
X A<br />
Anche il passaggio da <strong>coordinate</strong> cartesiane a polari è<br />
possibile. Per la distanza basta applicare il T. di Pitagora<br />
mentre per l’azimut, la funzione inversa della tangente.<br />
OA<br />
=<br />
( X<br />
2<br />
A<br />
+<br />
Y<br />
A<br />
2<br />
)<br />
OA<br />
A<br />
( OA)<br />
=<br />
tan<br />
-1<br />
X<br />
(<br />
Y<br />
A<br />
A<br />
)<br />
X
Come si ottiene il<br />
valore dell’azimut<br />
(OA) nel II°<br />
quadrante ?<br />
L’inverso della tangente fornisce direttamente il valore dell’azimut dell’azimut<br />
solo se l’angolo calcolato è inferiore a 100 c . Nel II°, III° e IV°<br />
quadrante per ottenere il valore dell’azimut (OA) si opera nella<br />
Y<br />
O<br />
Y A<br />
A’<br />
- α<br />
200 c<br />
X A<br />
(OA)<br />
A<br />
seguente maniera<br />
X<br />
( OA)<br />
Nel II° quadrante risulta<br />
=<br />
tan<br />
-1<br />
X<br />
(<br />
Y<br />
A<br />
A<br />
)<br />
=<br />
-<br />
α<br />
+<br />
200<br />
c
Come si ottiene il<br />
valore dell’azimut<br />
(OA) nel III°<br />
quadrante ?<br />
A<br />
X A<br />
Y<br />
O<br />
+ α<br />
Y A<br />
A’<br />
200 c<br />
(OA)<br />
( OA)<br />
X<br />
Nel III° quadrante risulta<br />
=<br />
tan<br />
- 1<br />
X<br />
(<br />
Y<br />
A<br />
A<br />
)<br />
=<br />
+<br />
α<br />
+<br />
200<br />
c
Come si ottiene il<br />
valore dell’azimut<br />
(OA) nel IV°<br />
quadrante ?<br />
A<br />
X A<br />
(OA)<br />
Y<br />
- α<br />
400 c<br />
A’<br />
Y A<br />
O<br />
( OA)<br />
Nel IV° quadrante risulta<br />
=<br />
tan<br />
- 1<br />
X<br />
(<br />
Y<br />
A<br />
A<br />
)<br />
X<br />
=<br />
-<br />
α<br />
+<br />
400<br />
c
Azimut (AB) e<br />
distanza AB tra due<br />
punti di <strong>coordinate</strong><br />
cartesiane note<br />
A e B sono due punti di <strong>coordinate</strong> cartesiane note.<br />
Si definisce azimut (AB), l’angolo orizzontale destrorso che<br />
il segmento orizzontale AB forma con il sistema di<br />
Y B<br />
riferimento posto nel vertice A<br />
Y A<br />
Y Y’<br />
O<br />
X B<br />
X A<br />
A<br />
(AB)<br />
B<br />
X
E l’Azimut (BA) ?<br />
L’azimut (BA) si ottiene nel momento in cui il sistema di<br />
riferimento, origine e asse delle Y, invece di trovarsi nel<br />
vertice A viene posto nell’altro estremo B. Il suo calcolo è<br />
semplice nel caso in cui sia già noto l’azimut (AB). Infatti:<br />
A<br />
(AB)<br />
(BA) = (AB) ± 200 c<br />
Y’<br />
B<br />
200 c<br />
(AB)<br />
(BA)
Calcolo della<br />
distanza orizzontale<br />
tra due punti di<br />
<strong>coordinate</strong><br />
cartesiane note<br />
Y B<br />
Y A<br />
Y Y’<br />
O<br />
X B<br />
X A<br />
A’<br />
A<br />
La distanza orizzontale AB rappresenta l’ipotenusa del triangolo<br />
rettangolo AA’B di cui si conoscono i due cateti A’B e AA’<br />
A’B = X B – XA ( Y B – YA A )<br />
( X B – XA A )<br />
AB AB<br />
AA’ = Y B – YA Applicando il T. di Pitagora si ottiene la “distanza “ distanza tra due punti” punti<br />
AB = √ [ ( X B – XA ) 2 + ( YB Y – YA ) 2 ]<br />
B<br />
X
Calcolo dell’Azimut<br />
(AB) tra due punti<br />
di <strong>coordinate</strong><br />
cartesiane note<br />
Y B<br />
Y A<br />
Y Y’<br />
O<br />
X B<br />
X A<br />
A’<br />
( Y B – YA A ) (AB)<br />
A<br />
( X B – XA A )<br />
Applicando l’inverso della tangente all’interno del triangolo<br />
rettangolo AA’B si ottiene per “l’azimut “ l’azimut (AB)” (AB)<br />
-<br />
(<br />
AB<br />
)<br />
=<br />
tan<br />
[ 1<br />
(X<br />
B<br />
(<br />
Y<br />
B<br />
-<br />
X<br />
A ) A )<br />
-<br />
Y<br />
)<br />
A<br />
[<br />
B<br />
X
Calcolo dell’Azimut<br />
(AB) tra due punti di<br />
<strong>coordinate</strong><br />
cartesiane note<br />
Anche in questo caso la formula precedente fornisce<br />
direttamente il valore dell’azimut (AB) solo se il punto B si trova trova<br />
Y<br />
O<br />
nel primo quadrante rispetto al sistema posto con origine nel<br />
Y’<br />
A<br />
(Y B – YA) B’<br />
vertice A. Per gli altri tre quadranti risulta<br />
- α<br />
200 c<br />
(X B – XA) (AB)<br />
B<br />
X’<br />
Con B nel II° quadrante<br />
rispetto al sistema posto in A<br />
X<br />
[<br />
(X<br />
( AB<br />
)<br />
=<br />
tan<br />
risulta<br />
-<br />
X<br />
)<br />
[<br />
- 1<br />
B<br />
A<br />
c =<br />
c = -<br />
α<br />
+<br />
200<br />
(<br />
Y<br />
B - B - Y<br />
A)<br />
A)
Calcolo dell’Azimut<br />
(AB) tra due punti di<br />
<strong>coordinate</strong><br />
cartesiane note<br />
Con B nel III° quadrante rispetto al<br />
O<br />
sistema posto in A risulta<br />
[<br />
(X<br />
( AB<br />
)<br />
=<br />
tan<br />
-<br />
X<br />
)<br />
B<br />
[<br />
Y<br />
(X B – XA )<br />
- 1<br />
B<br />
A<br />
c<br />
=<br />
c<br />
= +<br />
α<br />
+<br />
200<br />
(<br />
Y<br />
B - B - Y<br />
A)<br />
A)<br />
Y’<br />
A<br />
+α<br />
(Y B – YA )<br />
B’<br />
200 c<br />
(AB)<br />
X’<br />
X
Calcolo dell’Azimut<br />
(AB) tra due punti di<br />
<strong>coordinate</strong><br />
cartesiane note<br />
B<br />
Y<br />
(AB)<br />
O<br />
(X B – XA )<br />
Y’<br />
-α<br />
B’<br />
(Y B – YA )<br />
A<br />
200 c<br />
X’<br />
Con B nel IV° quadrante rispetto al sistema posto<br />
[<br />
(X<br />
( AB<br />
)<br />
=<br />
tan<br />
X<br />
in A risulta<br />
-<br />
X<br />
)<br />
[<br />
- 1<br />
B<br />
A<br />
c<br />
=<br />
c<br />
= -<br />
α<br />
+<br />
400<br />
(<br />
Y<br />
B - B - Y<br />
A)<br />
A)
Calcolo dell’area di<br />
poligoni di cui sono<br />
note le <strong>coordinate</strong><br />
cartesiane dei vertici<br />
(formula di Gauss)<br />
Se sono note le <strong>coordinate</strong> cartesiane dei vertici di un poligono<br />
A<br />
l’area si può calcolare applicando la “formula “ formula di Gauss” Gauss<br />
B<br />
S<br />
ABC<br />
=<br />
1<br />
2<br />
×<br />
L’area assume un segno<br />
diverso (+/-) ( ) se il<br />
poligono considerato è<br />
percorso in senso orario<br />
o antiorario<br />
S<br />
ABCD<br />
=<br />
1<br />
2<br />
×<br />
C<br />
[ Y × ( X - X ) + Y × ( X - X ) + Y × ( X - X ) ]<br />
A<br />
B<br />
C<br />
A<br />
[ Y × ( X - X ) + Y × ( X - X ) + Y × ( X - X ) + Y × ( X - X ) ]<br />
A<br />
D<br />
B<br />
D<br />
C<br />
A<br />
B<br />
C<br />
C<br />
B<br />
A<br />
D<br />
D<br />
C<br />
B<br />
B<br />
A<br />
A<br />
B<br />
C<br />
C
Utilizzo delle<br />
cordinate cartesiane<br />
per la risoluzione dei<br />
poligoni<br />
Le <strong>coordinate</strong> cartesiane possono essere utilizzate per risolvere i<br />
poligoni. I lati si ottengono con la distanza tra due punti, gli angoli<br />
per differenza di azimut e l’area con la formula di Gauss<br />
(AB)<br />
A<br />
AB = √ [(X B - XA ) 2 + (YB (Y – YA ) 2 ]<br />
(AC)<br />
B<br />
 = ( AC)<br />
- ( AB)<br />
B = ( BA)<br />
- ( BC)<br />
ˆ<br />
Ĉ<br />
C<br />
= ( CB)<br />
- ( CA)