bazı Öklidyen olmayan düzlemlerde trigonometrik fonksiyonların İncelenmesi

Upload: behzat-aytimur

Post on 06-Apr-2018

236 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    1/94

    Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde TrigonometrikFonksiyonlarn

    ncelenmesi

    clal ztrk

    YKSEK LSANS TEZ

    MatematikAnabilim Dal

    Haziran 2008

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    2/94

    ii

    On the Trigonometric Functions in Some Non-Euclidean Planes

    clal ztrk

    THESIS for MASTER DEGREE

    Department of Mathematics

    June 2008

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    3/94

    iii

    Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    clal ztrk

    Eskiehir Osmangazi niversitesi

    Fen Bilimleri EnstitsLisansst Ynetmelii Uyarnca

    Matematik Anabilim Dal

    Geometri Bilim Dalnda

    YKSEK LSANS TEZ

    Olarak Hazrlanmtr

    Danman: Yrd. Do. Dr.Aye BAYAR

    Haziran 2008

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    4/94

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    5/94

    v

    ZET

    Bu tezde baz klidyen olmayan dzlemlerde trigonometrik fonksiyonlar

    incelenmitir.

    lk blmde, nce Minkowski geometri kavram aklanarak gerekli olan baz

    tanmlar verilmitir. klidyen geometri aksiyomlar ifade edildikten sonra klidyen

    olmayan dzlem geometrilerinden Taksi, in-Dama, Maksimum, Genelletirilmi

    Mutlak Deer ve -dzlem geometrileri hakknda genelbilgiler litaratrden zetlenerek

    verilmitir.

    kinci, nc, drdnc ve beinci blmlerde srayla Taksi, in-Dama,

    Maksimum, Genelletirilmi Mutlak Deer dzlemlerinde trigonometrik fonksiyonlar

    ve trigonometrik fonksiyonlarn zellikleri (Aka ve Kaya, 1997), (zcan, Ekmeki ve

    Bayar, 2002), (Bayar, ve Ekmeki, 2006), (Aka, Bayar ve Ekmeki, 2007), (Bayar,

    Ekmeki ve Aka, 2006)ve (Bayar, 2007) daki almalardan verilmitir.

    Son blmde, -dzlem geometrideki trigonometrik fonksiyonlar ve bu

    trigonometrik fonksiyonlarn zellikleri incelendikten sonra bu dzlemde bir doru

    parasnn dnmelerden sonra uzunluunun deiimi verilmitir.

    Anahtar Kelimeler: Minkowski geometri, Taksi geometri, in-dama geometrisi,

    Maksimum dzlem geometri, Genelletirilmi mutlak deer geometrisi, -dzlem

    geometri, klidyen olmayan geometri, Trigonometrik fonksiyonlar.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    6/94

    vi

    SUMMARY

    This thesis is a study of the trigonometric functions in some non- Euclidean

    planes.

    At the outset of the introductory chapter, some essential terms and concepts

    that will be needed in the succeeding chapters are defined. Then, the concept of

    Minkowski geometry and Axioms of Euclidean Geometry are given and explained. In

    the first chapter, Taxicab, Chinese Checkers, Maximum, Generalized Absolute Value

    and -plane geometries, which are known as special Minkowski geometries, are also

    summarized within the known literature.

    In the second, third and fourth chapters, the trigonometric functions and their

    properties in Taxicab, Chinese Checkers, Maximum, Absolute Value plane geometries

    are given from (Aka ve Kaya, 1997),(zcan, Ekmeki ve Bayar, 2002), (Bayar ve

    Ekmeki, 2006), (Aka, Bayar ve Ekmeki, 2007), (Bayar, Ekmeki ve Aka, 2006) and

    (Bayar, 2007), respectively.

    In the final chapter, the trigonometric functions in -plane geometries and the

    their properties are introduced and the change of a line segment length after rotations

    are given.

    Keywords: Minkowski geometry, Taxicab geometry, Chinese Checkers geometry,

    Maximum plane geometry, Generalized absolute value geometry, -plane geometry,

    Non-Euclidean Geometry, Trigonometric functions.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    7/94

    vii

    TEEKKR

    Yksek Lisans almalarm boyunca, bana danmanlk ederek, beni

    ynlendiren ve her trl olana salayan danmanm Yrd. Do. Dr. Aye BAYAR

    hocama ve deerli fikirlerine bavurduum dier hocalarma teekkrlerimi sunarm.

    ESKEHR, 2008 clal ZTRK

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    8/94

    viii

    NDEKLER

    Sayfa

    ZET ............................................................................................................................... v

    SUMMARY .................................................................................................................... vi

    TEEKKR................................................................................................................... vii

    1. TEMEL KAVRAMLAR ............................................................................................ 1

    1.1 Geometrik Yaplar ve Minkowski Geometrisi ...................................................... 1

    1.2 Dzlem Taksi Geometri ........................................................................................ 4

    1.3 Dzlem in Dama Geometrisi .............................................................................. 6

    1.4 Maksimum Dzlem Geometrisi ............................................................................ 8

    1.5 Genelletirilmi Mutlak Deer Metrik Geometrisi ............................................. 11

    1.6 Dzlem -Geometrisi ...................................................................................... 14

    2. TAKS TRGONOMETR ........................................................................................ 18

    2.1 Taksi Trigonometrik Fonksiyonlar ..................................................................... 18

    2.2 Taksi Trigonometrik Fonksiyonlarn zellikleri ................................................. 23

    4.1.1 Taksi Trigonometrik Fonksiyonlar in ndirgeme Formlleri .................. 25

    4.1.1 Taksi Trigonometrik Fonksiyonlar in Toplam-Fark Formlleri .............. 26

    4.1.1 Taksi Trigonometrik Fonksiyonlar in Yarm A Formlleri .................. 26

    2.3 Referans Al Taksi Trigonometrik Fonksiyonlar ............................................. 27

    2.4 Taksi Uzunluunun Dnmeler Altndaki Deiimi ............................................ 28

    3. CC-DZLEMNDE TRGONOMETRK FONKSYONLAR................................. 30

    3.1 CC-Dzleminde Trigonometrik Fonksiyonlar .................................................... 30

    3.2 CC-Dzleminde Trigonometrik Fonksiyonlarn zellikleri .............................. 37

    3.2.1 CC-Trigonometrik Fonksiyonlar in ndirgeme Formlleri ........................ 39

    3.2.2 CC-Trigonometrik Fonksiyonlar in Toplam-Fark Formlleri .................... 40

    3.2.3 CC-Trigonometrik Fonksiyonlar inYarm A Formlleri ........................ 41

    3.3 Referans Al CC-Trigonometrik Fonksiyonlar ............................................... 41

    3.2 CC-Uzunluunun Dnmeler Altndaki Deiimi ............................................... 42

    4. MAKSMUM DZLEMDE TRGONOMETRK FONKSYONLAR ................... 44

    4.1 Maksimum Trigonometrik Fonksiyonlar ............................................................ 44

    4.2 Maksimum Trigonometrik Fonksiyonlarn zellikleri ....................................... 49

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    9/94

    ix

    4.2.1 Maksimum Trigonometrik Fonksiyonlar in ndirgeme Formlleri ......... 51

    4.2.2 Maksimum Trigonometrik Fonksiyonlar in Toplam-Fark Formlleri ..... 52

    4.2.3 Maksimum Trigonometrik Fonksiyonlar in Yarm A Formlleri ......... 53

    4.2 Referans Al Maksimum Trigonometrik Fonksiyonlar ................................... 53

    4.2 Maksimum Uzunluunun Dnmeler Altndaki Deiimi .................................. 54

    5. GENELLETRLM MUTLAK DEER DZLEMNE GRE

    TRGONOMETRK FONKSYONLAR ............................................................... 56

    5.1 Genelletirilmi Mutlak Deer Trigonometrik Fonksiyonlar ........................... 56

    5.2 Genelletirilmi Mutlak Deer Trigonometrik Fonksiyonlarn zellikleri ....... 64

    5.2.1 Genelletirilmi Mutlak Deer Trigonometrik Fonksiyonlarin ndirgeme

    Formlleri .............................................................................................................. 65

    5.2.2 Genelletirilmi Mutlak Deer Trigonometrik Fonksiyonlarin Toplam-

    Fark Formlleri ...................................................................................................... 67

    5.2.3 Genelletirilmi Mutlak Deer Trigonometrik Fonksiyonlarin Yarm A

    Formlleri ............................................................................................................. 67

    5.3 Referans Al Genelletirilmi Mutlak Deer Trigonometrik Fonksiyonlar ... 68

    5.4 GenelletirilmiMutlak DeerUzunluun Dnmeler Altndaki Deiimi ........ 68

    6. DZLEM -GEOMETRSNDE TRGONOMETRK FONKSYONLAR......... 70

    6.1 Dzlem -Geometrisi Trigonometrik Fonksiyonlar ....................................... 70

    6.2 -Geometrisi Trigonometrik Fonksiyonlarn zellikleri .................................. 75

    6.2.1 -Geometrisi Trigonometrik Fonksiyonlarn in Toplam-Fark Formlleri 77

    6.2.2 -Geometrisi Trigonometrik Fonksiyonlarn in Yarm A Formlleri ... 77

    6.3 Referans Al -GeometrisiTrigonometrik Fonksiyonlar .............................. 78

    6.4 -Uzunluun Dnmeler Altndaki Deiimi ...................................................... 78

    KAYNAKLAR DZN .................................................................................................. 80

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    10/94

    x

    EKLLER DZN

    ekilSayfa

    2.1.1 . 192.1.2. 232.1.3232.3.1.. 272.3.2273.1.1303.1.2373.1.3373.3.1423.3.2424.1.1444.1.2494.1.3... 494.3.1544.3.2545.1.1575.1.2635.1.3636.1.1716.1.2746.1.375

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    11/94

    Iindekiler

    BAZI KLIDYEN OLMAYAN DZLEMLERDE TRIGONOMETRIK

    FONKSIYONLARIN INCELENMESI

    Iclal ztrk

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    12/94

    1

    BLM 1

    TEMEL KAVRAMLAR

    Minkowski geometrilerini tantan ve inceleyen bir ok alsmalar vardr. Bu blmde

    Minkowski geometrilerinde bilinen baz kavram ve zelikler (Kaya, 2002), (zcan ve Kaya,

    2003), (Kaya ve olakoglu, 2006), (Krause, 1975), (Martin, 1998), (Millmann and Parker,

    1991), (Thompson, 1996) ve (Coxeter, 1961) kaynaklarndan esas alnarak zetlendi.

    1.1 Geometrik Yaplar ve Minkowski Geometrisi

    (Thompson, 1996) da ifade edildigi gibi, Minkowski geometrisi, eliptik ve hiperbolik

    geometriden farkl sonlu boyutlu bir klidyen olmayan geometridir. Minkowski geometrisin-

    deki lineer yap klidyen geometrideki ile hemen hemen ayndr. Noktalar ve dogrular k-

    lidyen geometrinin nokta ve dogrular, a lm kliyen geometrideki ile ayn yolla yapl-

    maktadr. Yalnzca bir fark vardr. Bu fark ise uzaklgn tm ynlerde ayn olmamasdr.

    Bu farkllk da alnan metrikle ilgili kavramlar degistirmektedir. Dolaysyla Minkowski

    geometrilerinde uzaklkla ilgili kavramlarn incelenmesi olduka ilgi ekici konular ortaya

    karmaktadr. Bu geometrilere rnek olarak Taksi geometri, in Dama geometrisi, Mak-

    simum, Genellestirilmis Mutlak Deger Geometrisi ve -geometrisi verilebilir.

    rnek olarak verdigimiz Minkowski geometrilerine gemeden klid geometrisi aksiy-

    omlar verilmek istenirse, asagda verilen on aksiyom antik agda klid tarafndan

    dzlemsel geometri iin verilen bir aksiyomlar kmesinin agmzda Birkho grubunca

    analitik olarak en sade ve belkide en kullansl hale getirilmis seklidir.

    P : noktalar kmesi,

    L : P nin baz alt kmelerinin bir ailesi olan dogrular kmesi,

    m : a lm fonksiyonu,dE : uzaklk fonksiyonu

    olmak zere asagda verilen on aksiyomu (E1-E13) saglayan [P;L; dE; m] matematiksel

    yaps dzlem olarak dsnlebilir.

    [E1] Verilen iki noktay ieren bir tek dogru vardr.

    [E2] Her dogru en az iki nokta ierir. P kmesi dogrusal olmayan en az nokta ierir.

    [E1] ve [E2] aksiyomlar zerinde olma aksiyomlar olarak bilinir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    13/94

    2

    Bunlar izleyen drt aksiyom uzaklk fonksiyonunun srayla pozitif tanmllk, simetrik

    ve gen esitsizligini saglamasyla ilgilidir. Ayrca cetvel aksiyomu denilen aksiyomu da

    saglar. dE iin bu drt aksiyom asagdaki gibidir:

    [E3] Her sral (A; B) nokta ifti iin dE negatif olmayan bir dE (A; B) saysn belirtir.

    Ayrca dE (A; B) = 0 olmas iin gerek ve yeter kosul A = B olmasdr.

    [E4] dE (A; B) = dE (B; A) dr.

    [E5] dE (A; B) + dE (B; C) dE (A; C) dir.

    [E6] Verilen bir l dogrusu iin bir fl : l ! R fonksiyonu vardr yleki tm A; Bnoktalar iin;

    jfl (A)

    fl (B)

    j= dE (A; B)

    saglanr.

    Asagdaki aksiyom dzlem ayrma aksiyomudur.

    [E7] Verilen bir l dogrusu iin P nin H1 ve H2 gibi yar dzlem seklinde adlandrlan

    iki alt kmesi vardr yleki,

    i) H1 ve H2 konvekstir

    ii) H1 [ H2 = P l (P den l nin atlms demektir).iii) A 2 H1 ve B 2 H2 ise !AB \ l 6= ? olur.

    Simdi verecegimiz drt zelik a lm aksiyomu diye anlr:

    [E8] m; her bir a iin 0 ile 180 arasnda degisen bir reel say ile belirtilir.

    [E9] H yar dzlemin kenar zerinde bir!AB sn ve 0 ile 180 arasnda herhangi bir r

    reel says verilsin. Bu durumda P 2 H olmak zere m\P AB = r olacak sekilde bir tek!AP sn vardr.

    [E10] Eger D noktas \ABC nin i blgesinde ise,

    m\ABD + m\DBC = m\ABC

    olur.

    [E11] Eger B; A ile C arasnda ve D =2 !AC ise,

    m\ABD + m\DBC = 180

    olur.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    14/94

    3

    Sradaki aksiyom [P;L; dE; m] sisteminin kenar-a-kenar aksiyomudur.

    [E12] Iki genin kse noktalar arasnda bire-bir bir esleme verilsin. Eger birinci

    genin iki kenar ve aralarndaki a, ikinci genin karslk gelen kenarlarna ve aya es

    ise bu genler estir.

    Son olarak [P;L; dE; m] sistemi iin nl paralellik aksiyomunu ifade edelim:

    [E13] l dogrusu dsnda bir P noktas verilsin. Bu durumda P noktasndan geen ve

    l dogrusuna paralel olan bir tek dogru vardr.

    Tanm 1.1.1 P elemanlar noktalar olan bir kme ve L de P nin bos olmayan alt

    kmelerinden olusan dogrular kmesi olmak zere asagdaki iki aksiyomu saglayan A =[P;L] sistemine soyut geometri ad verilir.

    i) Her A; B 2 P iin A 2 l ve B 2 l olacak sekilde enaz bir l 2 L dogrusu vardr.ii) Her dogru en az iki noktaya sahiptir.

    Tanm 1.1.2 A = [P;L] soyut geometri olmak zere asagdaki aksiyomlar saglarsaA sistemine incidence geometri denir.i) L deki her farkl iki nokta bir tek dogru zerindedir.

    ii) Dogrudas olmayan nokta vardr.

    Buna gre bir A = [P;L] sisteminin incidence geometri olmas iin asagdaki aksiy-omu saglamaldr:

    i) Her dogru en az iki noktaya sahiptir.

    ii) Her farkl iki nokta bir tek dogru zerindedir.

    iii) Dogrudas olmayan nokta vardr.Tanm 1.1.3 X bos olmayan bir kme olmak zere d : X X ! R fonksiyonu

    asagdaki kosulu saglarsa Xkmesi zerinde bir metriktir denir. Her P;Q;R 2 Xiin,i) d (P; Q)

    0 ve d (P; Q) = 0

    ,P = Q

    ii) d (P; Q) = d (Q; P)

    iii) d (P; Q) d (P; R) + d (R; Q) :

    Tanm 1.1.4 l; [P;L] incidence geometrinin bir dogrusu olsun. d de P zerinde uzaklk

    fonksiyonu olmak zere asagdaki kosullar saglanrsa f : l ! R fonksiyonu l iin cetveldirdenir.

    i) f fonksiyonu 1 : 1 ve rtendir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    15/94

    4

    ii) l zerindeki her P; Q nokta ifti iin,

    jf(P) f(Q)j = d (P; Q)

    dir. ii) skkndaki esitlige cetvel denklemi ve f(P) ye de P nin f ye bagl koordinat denir.

    Tanm 1.1.5 [P;L] incidence geometri olmak zere d uzaklk fonksiyonu cetvel ak-

    siyomunu saglarsa ve her l 2 L dogrusu cetvele sahipse M = [P;L,d] sistemine metrikgeometri denir.

    Minkowski geometrisi, P klid geometrisindeki noktalar kmesi, L klid geomet-

    risindeki dogrular kmesi ve d herhangi bir uzaklk fonksiyonu olmak zere [P;L; d] metrik

    geometrisidir. O halde Minkowski geometrileri klidyen nokta ve dogrularla insa edilen

    metrik geometrilerdir. Ancak a lm fonksiyonu ilavesi ve sagladklar aksiyomlar ileasagdaki tanmlar verilen geometrilerle de iliskilendirilebilirler.

    1.2 Dzlem Taksi Geometri

    20. yzyln baslarnda H. Minkowski Taksi metrigini de kapsayan bir metrik ailesi

    verdi (Minkowski, 1967). Daha sonra K. Menger analitik dzlemde herhangi iki nokta

    arasndaki uzaklk iin iyi bilinen klidyen metrik yerine Taksi metrigini kullanarak

    Taksi dzlem geometri ile tanstrd (Menger, 1952). Daha sonra E. F. Krause dzlem

    Taksi geometrideki temel kavramlar isleyen bir kitap yaynlad (Krause, 1975). Geen

    yzyln son egreginde Taksi geometri pek ok matematiki tarafndan alslarak esitli

    ynlerde gelistirildi. Bunlardan bazlar (Aka ve Kaya, 1997), (Aka ve Kaya, 2004a),

    (Aka ve Kaya, 2004b), (Bayar vd, 2008), (Ho and Liu, 1996), (Kaya vd., 2000), (Kaya,

    2004), (Laatsch, 1982), (zcan vd., 2002), (zcan ve Kaya, 2002), (Reynolds, 1980),

    (Schattschneider, 1984), (So and Al-Maskari, 1995), (So, 2002), (Thompson and Dray,

    2000) ve (Tian et al., 1997) kaynaklardr.

    Tanm 1.2.1 P1 = (x1; y1) ve P2 = (x2; y2) analitik dzlemde herhangi iki nokta

    olsun.

    dT (P1; P2) = jx1 x2j + jy1 y2j

    seklinde tanmlanan dT : R2 R2 ! [0; 1) fonksiyonuna analitik dzlemde P1 ve P2noktalar arasndaki Taksi uzaklk fonksiyonu ad verilir.

    Taksi dzleminin noktalar ve dogrular klid dzleminin noktalar ve dogrularnn

    aynsdr. A lm de klidyen dzlemdeki ayn yolla yaplr. Analitik dzlemde

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    16/94

    5

    alnan P1 = (x1; y1) ve P2 = (x2; y2) noktalar arasndaki klid uzaklg

    dE (P1; P2) =

    q(x1 x2)2 + (y1 y2)2

    iken K. Menger ve E. F. Krause bu noktalar arasndaki uzaklk iin H. Minkowski tarafn-

    dan tanmlanan

    dT (P1; P2) = jx1 x2j + jy1 y2j

    taksi uzaklk fonksiyonunu kullanarak dzlem taksi geometriyi gelistirdiler.

    nerme 1.2.2 Analitik dzlemde tanmlanan Taksi uzaklk fonksiyonu bir metriktir.

    Ispat: Metrik tanm geregince Taksi uzaklk fonksiyonunun pozitif tanml, simetrik

    ve gen esitsizligini sagladgn gstermeliyiz. P1 = (x1; y1) ;

    P2

    = (x2

    ; y2

    ) 2R

    2

    olsun. Mutlak deger tanmndan dolay jx1 x2j 0 ve jy

    1 y2j 0oldugundan jx1 x2j + jy1 y2j 0 olup dT (P1; P2) 0 dr. Ayrca

    dT(P1; P2) = 0 ) jx1 x2j + jy1 y2j = 0

    olmas gerektiginden dolay jx1 x2j = jy1 y2j = 0 elde edilir. Yani x1 = x2 ve y1 = y2olup P1 = P2 dir. Akca P1 = P2 ise dT(P1; P2) = 0 dr. O halde dT(P1; P2) = 0 , P1 =P2 dir. Yani dT-uzaklk fonksiyonu pozitif tanmldr.

    stelik mutlak deger tanm geregince jx1 x2j = jx2 x1j ve jy

    1 y2j = jy2 y1joldugundan dT(P1; P2) = dT(P2; P1) dir. Bu nedenle dT-uzaklk fonksiyonu simetriktir.

    P3 = (x3; y3) 2 R2 olsun. Mutlak deger zelligi geregince

    jx1 x2j jx1 x3j + jx3 x2jjy1 y2j jy1 y3j + jy3 y2j

    oldugundan dolay

    dT (P1; P2) = jx1 x2j + jy1 y2j jx1 x3j + jx3 x2j + jy1 y3j + jy3 y2j= (jx1 x3j + jy1 y3j) + (jx3 x2j + jy3 y2j)= dT (P1; P3) + dT (P3; P2)

    sonucuna ulaslr. Bir baska deyisle Taksi uzaklk fonksiyonu gen esitsizligini saglar. O

    halde analitik dzlemde tanmlanan Taksi uzaklk fonksiyonu dT bir metriktir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    17/94

    6

    Dzlemde P1 = (x1; y1) ve P(x2; y2) noktalar arasndaki klid uzaklg yerine dT

    uzaklg kullanlarak Taksi dzlem geometrisi olusturulur.

    1.3 Dzlem in Dama Geometrisi

    E.F Krause grencisi G.Chenden in dama oyunundaki hareketleri kullanarak hesa-

    planan bir metrik gelistirmesini istedi. in Dama metrigi tanm Chen tarafndan asag-

    daki gibi 1992 de verildi. in Dama geometrisi bir klidyen olmayan dzlem modelidir

    .

    in dama geometri, ksaca CC-geometri olarak ksaltlr. Bu geometri pekok yazar

    tarafndan alslmaktadr. Bunlardan bazlar (Kaya vd., 2006), (Turan, 2004) , (Uymaz,

    2002), (Bayar ve Ekmeki, 2006), (Aka, Bayar ve Ekmeki, 2007), (Yksel, 2005), (Gelis-

    gen, Kaya, ve zcan, 2006), (Tian, 2005), (Turan. ve zcan, 2004,), (Turan.ve zcan,

    2005) ve (Uymaz, 2002) kaynaklardr.

    Tanm 1.3.1 P1 = (x1; y1) ve P2 = (x2; y2) analitik dzlemde herhangi iki nokta

    olsun.

    dc (P1; P2) = max fjx1 x2j ; jy1 y2jg +p

    2 1

    min fjx1 x2j ; jy1 y2jg

    seklinde tanmlanan dc : R2 R2 ! [0; 1) fonksiyonuna analitik dzlemde P1 ve P2noktalar arasndaki in Dama uzaklk fonksiyonu ad verilir.

    in dama (CC) dzleminin noktalar ve dogrular klid dzleminin noktalar ve dogru-larnn aynsdr. A lm de klidyen dzlemdeki ile ayndr. Analitik dzlemde al-

    nan P1 = (x1; y1) ve P2 = (x2; y2) noktalar arasndaki uzaklk iin yukardaki tanmda

    verilen dc in dama uzaklk fonksiyonu kullanlarak dzlem in dama dzlem geometrisi

    olusturulur.

    nerme 1.3.2 Analitik dzlemde tanmlanan in Dama uzaklk fonksiyonu bir metrik-

    tir.

    Ispat: P1 = (x1; y1) ; P2 = (x2; y2) 2R

    2

    olsun. Mutlak deger tanmndan dolayjx1 x2j 0, jy1 y2j 0 ve

    p2 1 0 oldugundan dc (P1; P2) 0 dr. Ayrca

    dc(P1; P2) = 0 ) max fjx1 x2j ; jy1 y2jg = 0

    olmas gerektiginden dolay jx1 x2j = jy1 y2j = 0 elde edilir. Yani x1 = x2 ve y1 = y2olup P1 = P2 dir. Akca P1 = P2 ise dc(P1; P2) = 0 dr. Bu taktirde dc(P1; P2) = 0 ,P1 = P2 dir. Yani dc-uzaklk fonksiyonu pozitif tanmldr.

    Mutlak deger tanm geregince

    jx1

    x2

    j=

    jx2

    x1

    jve

    jy1

    y2

    j=

    jy2

    y1

    joldugun-

    dan dc(P1; P2) = dc(P2; P1) dir. Bu nedenle dc-uzaklk fonksiyonu simetriktir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    18/94

    7

    P3 = (x3; y3) 2 R2 olmak zere

    dc(P1; P2) = max fjx1 x2j ; jy1 y2jg +p

    2 1

    min fjx1 x2j ; jy1 y2jg= max fjx1 x3 + x3 x2j ; jy1 y3 + y3 y2jg +p2 1min fjx1 x3 + x3 x2j ; jy1 y3 + y3 y2jg max fjx1 x3j + jx3 x2j ; jy1 y3j + jy3 y2jg +p

    2 1

    min fjx1 x3j + jx3 x2j ; jy1 y3j + jy3 y2jg= t

    olsun. Burada drt durum vardr.

    I. Durum: jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j olsun. Bu taktirde

    dc(P1; P2) t = (jx1 x3j + jx3 x2j) +p

    2 1

    (jy1 y3j + jy3 y2j)=

    jx1 x3j +

    p2 1

    jy1 y3j

    +jx3 x2j +

    p2 1

    jy3 y2j

    = dc(P1; P3) + dc(P3; P2)

    olur.

    II. Durum: jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j olsun. Burada iki altdurumsz konusudur.

    Alt Durum II.1: jx1 x3j + jx3 x2j jy1 y3j + jy3 y2j olsun. Bu durumda

    dc(P1; P2) t = (jx1 x3j + jx3 x2j) +p

    2 1

    (jy1 y3j + jy3 y2j)=

    jx1 x3j +

    p2 1

    jy1 y3j

    +jx3 x2j +

    p2 1

    jy3 y2j

    = dc(P1; P3) + dc(P3; P2) (2

    p2) (jy3 y2j jx3 x2j)

    olup burada 2 p2 > 0 ve jy3 y2j jx3 x2j 0 oldugundan dolay

    dc(P1; P2) dc(P1; P3) + dc(P3; P2)

    olur.

    Alt Durum II.2: jx1 x3j + jx3 x2j jy1 y3j + jy3 y2j olsun. Bu durumda

    dc(P1; P2) t = (jy1 y3j + jy3 y2j) +p

    2 1

    (jx1 x3j + jx3 x2j)=

    jy1 y3j +

    p2 1

    jx1 x3j

    +jy3 y2j +

    p2 1

    jx3 x2j

    = dc(P1; P3) + dc(P3; P2)

    (2

    p

    2) (jx1

    x3

    j jy1

    y3

    j)

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    19/94

    8

    olup burada 2 p2 > 0 ve jx1 x3j jy1 y3j 0 oldugundan dolay

    dc(P1; P2) dc(P1; P3) + dc(P3; P2)

    dir.

    IV. Durum: jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j olsun. Bu taktirde

    dc(P1; P2) t = (jy1 y3j + jy3 y2j) +p

    2 1

    (jx1 x3j + jx3 x2j)=

    jy1 y3j +

    p2 1

    jx1 x3j

    +jy3 y2j +

    p2 1

    jx3 x2j

    = dc(P1; P3) + dc(P3; P2)

    olur. Tm durumlarn sonular birlestirildiginde her P1; P2; P3 2 R2 iin

    dc(P1; P2) dc(P1; P3) + dc(P3; P2)

    sonucu elde edilir. Yani in Dama uzaklk fonksiyonu gen esitsizligini saglar. Buna

    gre in dama uzaklk fonksiyonu R2 de bir metriktir

    1.4 Maksimum Dzlem Geometrisi

    Maksimum metrik de H.Minkowski metrik ailesindendir. Analitik dzlemde iki nokta

    arasndaki klidyen uzaklk yerine maksimum uzaklk fonksiyonu kullanlarak maksimum

    dzlem geometrisi olusturulur. Bu dzlem geometride baz konular (Sahilova, 2006) ve

    (Bayar, A. 2007) de verilmistir.

    Tanm 1.4.1 A = (a1; a2) ve B = (b1; b2) analitik dzlemde iki nokta olsun. Bu

    noktalar arasndaki maksimum uzaklk fonksiyonu, dM;

    dM : R2

    M R2M ! [0; 1)

    dM(A; B) = dM((a1; a2) ; (b1; b2)) = maxfja1 b1j ; ja2 b2jgbiiminde tanmlanr. Bu uzaklkla donatlms dzleme Maksimum Dzlemi denir. Mak-

    simum dzlemin noktalar ve dogrular klidyen dzlemini noktalar dogrular ve alar

    ile ayndr. Maksimum dzlemi ksaca Mdzlemi veya R2M ile gsterilir.nerme 1.4.2 Analitik dzlemde verilen maksimum uzaklk fonksiyonu bir metrik

    belirtir.

    Ispat: A,B,C

    2R

    2

    M ve A=(a1; a2); B(b1; b2); C = (c1; c2) olsun.

    1. dM(A; B) = maxfja1 b1j ; ja2 b2jg oldugundan dM(A; B) 0 olur.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    20/94

    9

    Eger dM(A; B) = 0 olsun.maxfja1 b1j ; ja2 b2jg = 0 dr.Bu durumda ja1 b1j = 0ve ja2 b2j = 0; dolaysyla a1 = b1 ve a2 = b2 olur.Buradan (a1; a2) = (b1; b2) ve sonutaA=B olur.

    A=B olsun. Bu durumda dM(A; A) = max

    fja1

    a1

    j;

    ja2

    a2

    jg= 0 olur. Yani

    dM(A; B) = 0 dr.

    2. dM(A; B) = maxfja1 b1j ; ja2 b2jg=maxfjb1 a1j ; jb2 a2jg = dM(B; A)

    dir.

    3.

    dM(A; B) dM(A; C) + dM(C; B)

    oldugunu gsterelim.

    dM(A; B) = maxfja1 b1j ; ja2 b2jgdM(A; C) = maxfja1 c1j ; ja2 c2jgdM(C; B) = maxfjc1 b1j ; jc2 b2jg

    oldugundan,

    dM(A; B) = maxfja1 b1j ; ja2 b2jg= max

    fja1

    c1 + c2

    b1

    j;

    ja2

    c2 + c2

    b2

    jg maxfja1 c1j + jc2 b1j ; ja2 c2j + jc2 b2jg

    olur.

    dM(A; B) = maxfja1 c1j + jc2 b1j ; ja2 c2j + jc2 b2jg

    alalm.

    dM(A; B) dM(A; C) + dM(C; B)

    esitsizliginin dogru oldugunu gsterirsek

    dM(A; B) dM(A; C) + dM(C; B)

    esitsizliginin dogrulugunu ispatlams oluruz. Ispat iin asagdaki durumlar inceleyelim.

    (i) ja1 c1j ja2 c2j ve jc1 b1j jc2 b2j ise

    dM(A; B) = ja1 c1j + jc2 b1j = dM(A; C) + dM(C; B)

    olur.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    21/94

    10

    (ii) ja1 c1j ja2 c2j ve jc1 b1j jc2 b2j ise

    dM(A; B) = ja2 c2j + jc2 b2j = jc2 b2j

    olur.

    (iii) ja1 c1j ja2 c2j ve jc1 b1j jc2 b2j ise iki durum sz konusudur:I.Durum: Eger ja1 c1j + jc1 b1j ja2 c2j + jc2 b2j isedM(A; B) = ja1 c1j + jc1 b1j dir. Bu ifade de jc1 b1j yerine jc2 b2j yazarsak

    jc1 b1j jc2 b2j oldugundan

    dM(A; B) ja1 c1j + jc2 b2j = jc2 b2j

    elde edilir.

    II.Durum: Eger ja1 c1j + jc1 b1j ja2 c2j + jc2 b2j ise

    dM(A; B) = ja2 c2j + jc2 b2j

    dir. ja2 c2j yerine ja1 c1j yazarsak ja1 c1j ja2 c2j oldugundan

    dM(A; B) ja1 c1j + jc2 b2j = dM(A; C) + dM(C; B)

    olur. Her iki durumda da verilen esitsizlik saglanyor.

    (iv) ja1 c1j ja2 c2j ve jc1 b1j jc2 b2j ise asagdaki iki durum sz konusudur.I.Durum:

    ja1 c1j + jc1 b1j ja2 c2j + jc2 b2j :

    II.Durum:

    ja1 c1j + jc1 b1j ja2 c2j + jc2 b2j

    Bu iki durum iin (iii) dekine benzer olarak

    dM(A; B) dM(A; C) + dM(C; B)

    esitsizliginin saglandigi gsterilebilir. Sonu olarak tm durumlarda

    dM(A; B) dM(A; C) + dM(C; B)

    dr.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    22/94

    11

    1.5 Genellestirilmis Mutlak Deger Metrik Geometrisi

    Genellestirilmis mutlak deger dzlemi klidyen dzlemin noktalar, dogrular ve alarn

    ieren bir dzlemdir. Ancak burada metrik fonksiyonlar farkldr. Su ana kadar in-

    celedigimiz taksi, CC ve maksimum uzaklklarn ieren uzaklk fonksiyonlarnn ailesi R.Kaya tarafndan nerilmis ve (Kaya vd., 2006) da bu uzaklk fonsiyonlarnn her birinin

    metrik oldugu gsterilmis ve bu metrik ailesi Genellestirilmis Mutlak Deger Metrigi olarak

    adlandrlmstr. Genellestirilmis mutlak deger metrigi asagdaki gibi tanmlanr:

    Tanm 1.5.1: R2 de X = (x1; y1) ve Y = (x2; y2) gibi iki nokta arasndaki uzaklk dg

    ile gsterilir ve dg uzaklg a; b 2 R ve a b 0; a 6= 0 olmak zere

    dg(X; Y) = dg((x1; y1); (x2; y2))

    dg(X; Y) = a max fjx1 x2j ; jy1 y2jg + b min fjx1 x2j ; jy1 y2jg ; a b 0; a 6= 0

    biiminde tanmlanr.

    dg uzaklklarnn tanmna gre X ve Y gibi iki nokta arasndaki en ksa yol yatay

    yada dikey dogru paras ile egimi 2aba2b2

    olan dogru parasnn birlesiminden olusur.

    Bu yzden X ile Y arasndaki en ksa dg uzaklg byle iki dogru parasnn klidyen

    uzunluklarn toplamnn a says ile arpmdr. dg metrigi ile donatlms R2 dzlemine

    Genellestirilmis Mutlak Deger Dzlemi denir ve (R2; dg) ile gsterilir.

    nerme 1.5.2 Analitik dzlemde verilen genellestirilmis mutlak deger uzaklg bir

    metrik belirtir.

    Ispat: P1 = (x1; y1) ; P2 = (x2; y2) 2 R2 olsun. Mutlak deger tanmndan dolayjx1 x2j 0, jy1 y2j 0 ve a > b > 0 oldugundan dg (P1; P2) 0 dr. Ayrca

    dg(P1; P2) = 0 ) a max fjx1 x2j ; jy1 y2jg + b min fjx1 x2j ; jy1 y2jg = 0

    olmas gerektiginden dolayjx1

    x2

    j=

    jy1

    y2

    j= 0 elde edilir. Yani x1 = x2 ve y1 = y2

    olup P1 = P2 dir. Akca P1 = P2 ise dg(P1; P2) = 0 dr. Bu taktirde dg(P1; P2) = 0 ,P1 = P2 dir. Yani dg-uzaklk fonksiyonu pozitif tanmldr.

    Mutlak deger tanm geregince jx1 x2j = jx2 x1j ve jy1 y2j = jy2 y1j oldugun-dan dg(P1; P2) = dg(P2; P1) dir. Bu nedenle dg-uzaklk fonksiyonu simetriktir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    23/94

    12

    P3(x3; y3) 2 R2 olmak zere

    dg (X; Y) = a max fjx1 x2j ; jy1 y2jg + b min fjx1 x2j ; jy1 y2jg= a max fjx1 x3 + x3 x2j ; jy1 y3 + y3 y2jg +

    b min fjx1 x3 + x3 x2j ; jy1 y3 + y3 y2jg a maxfjx1 x3j + jx3 x2j ; jy1 y3j + jy3 y2jg +

    b minfjx1 x3j + jx3 x2j ; jy1 y3j + jy3 y2j= t

    jx1 x2j = jx1 x3 + x3 x2j jx1 x3j + jx3 x2j (1)

    ve

    jy1 y2j = jy1 y3 + y3 y2j jy1 y3j + jy3 y2j (2)

    yleyse

    dg (X; Y) = a max fjx1 x2j ; jy1 y2jg + b min fjx1 x2j ; jy1 y2jg= a max fjx1 x3 + x3 x2j ; jy1 y3 + y3 y2jg +

    b min fjx1 x3 + x3 x2j ; jy1 y3 + y3 y2jg

    a max

    fjx1

    x3

    j+

    jx3

    x2

    j;jy1

    y3

    j+

    jy3

    y2

    jg+ b minfjx1 x3j + jx3 x2j ; jy1 y3j + jy3 y2j

    = t

    elde edilir. Burada ki durumlar incelenerek dg nin gen esitsizligini sagladg kolaylkla

    grlebilir.

    (I) jx1 x3j > jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j ise

    dg (X; Y) k = a(jx1 x3j + jx3 x2j) + b (jy1 y3j + jy3 y2j)= a jx1 x3j + b jy1 y3j + a jx3 x2j + b jy3 y2j= dg (X; Z) + dg (Z; Y)

    (II) jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j ise

    dg (X; Y) dg (X; Z) + dg (Z; Y)

    oldugu benzer sekilde gsterilebilir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    24/94

    13

    (III) jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j iken iki tane mmkn durumvardr.

    i) jx1 x3j + jx3 x2j jy1 y3j + jy3 y2j olsun. Bu durumda,

    dg (X; Y) k = a(jx1 x3j + jx3 x2j) + b (jy1 y3j + jy3 y2j)olup, jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j kullanlarak

    dg (X; Z) = a jx1 x3j + b jy1 y3jdg (Z; Y) = a jy3 y2j + b jx3 x2j

    dg (X; Y) dg (X; Z) + dg (Y; Z) ()

    dg (X; Y) k = a(jx1 x3j + jx3 x2j) + b (jy1 y3j + jy3 y2j)k a(jx1 x3j + jy3 y2j) + b(jy1 y3j + jx3 x2j)

    () a(jx3 x2j jy3 y2j) + b(jy3 y2j jx3 x2j) 0() (a b) (jx3 x2j jy3 y2j) 0() jx3 x2j jy3 y2j

    ki bu , bu durum iin basta aldgmz sart gsterir.

    ii) jx1 x3j + jx3 x2j jy1 y3j + jy3 y2j olsun. Bu durumda,dg (X; Y) k = a(jx1 x3j + jx3 x2j) + b (jy1 y3j + jy3 y2j)

    olup, jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j kullanlarak

    dg (X; Z) = a jx1 x3j + b jy1 y3jdg (Z; Y) = a jy3 y2j + b jx3 x2j

    dg (X; Y) dg (X; Z) + dg (Y; Z) ()dg (X; Y) k = a jy1 y3j + jy3 y2j) + b (jx1 x3j + jx3 x2j)

    k a(jx1 x3j + jy3 y2j) + b(jy1 y3j + jx3 x2j)() a(jy1 y3j jx1 x3j) + b (jx1 x3j jy1 y3j) 0() (a b) (jy1 y3j jx1 x3j) 0() jy1 y3j jx1 x3j

    Bu da genel olarak kabul ettigimiz sart gsterir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    25/94

    14

    (IV) jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j ise iki tane mmkn durumvardr.

    i) jx1 x3j + jx3 x2j jy1 y3j + jy3 y2jii)

    jx1

    x3

    j+

    jx3

    x2

    j jy1

    y3

    j+

    jy3

    y2

    j

    1.6 Dzlem Geometrisi

    S. Tian uzaklg adn verdigi Taksi ve in Dama uzaklklarn ikisinin de birgenellestirilmisi olan bir metrik ailesi gelistirdi (Tian, 2005). Daha sonra . Gelisgen ve

    R.Kaya, bu uzaklk fonksiyonunu boyutlu ve n-boyutlu uzaya genellestirdiler. (Gelis-

    gen, 2007), (Gelisgen ve Kaya,2006a), (Gelisgen ve Kaya,2006b).

    Tanm 1.6.1 P1 = (x1; y1) ve P2 = (x2; y2) analitik dzlemde herhangi iki nokta

    olsun.

    P1P2 = max fjx1 x2j ; jy1 y2jg ve P1P2 = min fjx1 x2j ; jy1 y2jg

    2 [0; =4] olmak zere

    d : R2 R2 ! [0; 1)

    d (P1; P2) = P1P2 + (sec tan ) P1P2

    olarak tanmlanan fonksiyona analitik dzlemde P1 ve P2 noktalar arasndaki

    -uzaklk fonksiyonu denir.

    nerme 1.6.2 Analitik dzlemde, -uzaklk fonksiyonu metrik belirtir.

    Ispat: P1 = (x1; y1) ; P2 = (x2; y2) 2 R2 olsun. Mutlak deger tanmndan dolayjx1 x2j 0, jy1 y2j 0 ve 2 [0; =4] iin sec tan 0 oldugundan d (P1; P2) 0 dr. Ayrca

    d(P1

    ; P2

    ) = 0 ) P1P2 = max fjx1 x2j ; jy1 y2jg = 0olmas gerektiginden dolay jx1 x2j = jy1 y2j = 0 elde edilir. Yani x1 = x2 ve y1 = y2olup P1 = P2 dir. Akca P1 = P2 ise d(P1; P2) = 0 dr. Bu taktirde d(P1; P2) = 0 ,P1 = P2 dir. Yani d-uzaklk fonksiyonu pozitif tanmldr.

    Mutlak deger tanm geregince jx1 x2j = jx2 x1j ve jy1 y2j = jy2 y1j oldugun-dan d(P1; P2) = d(P2; P1) dir. Bu nedenle d-uzaklk fonksiyonu simetriktir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    26/94

    15

    P3 = (x3; y3) 2 R2 olmak zere

    d(P1; P2) = max fjx1 x2j ; jy1 y2jg + (sec tan )min fjx1 x2j ; jy1 y2jg= max fjx1 x3 + x3 x2j ; jy1 y3 + y3 y2jg +

    (sec tan )min fjx1 x3 + x3 x2j ; jy1 y3 + y3 y2jg max fjx1 x3j + jx3 x2j ; jy1 y3j + jy3 y2jg +(sec tan )min fjx1 x3j + jx3 x2j ; jy1 y3j + jy3 y2jg

    = t

    olsun. Burada drt durum vardr.

    I. Durum: jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j olsun. Bu taktirde

    d(P1; P2) t = (jx1 x3j + jx3 x2j) + (sec tan ) (jy1 y3j + jy3 y2j)= (jx1x3j + (sec tan ) jy1y3j) + (jx3x2j + (sec tan ) jy3y2j)= d(P1; P3) + d(P3; P2)

    olur.

    II. Durum: jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j olsun. Burada iki altdurumsz konusudur.

    Alt Durum II.1: jx1 x3j + jx3 x2j jy1 y3j + jy3 y2j olsun. Bu durumda

    d(P1; P2) t = (jx1 x3j + jx3 x2j) + (sec tan ) (jy1 y3j + jy3 y2j)= (jx1x3j + (sec tan ) jy1y3j) + (jx3x2j +(sec tan ) jy3y2j)= d(P1; P3) + d(P3; P2) (1 (sec tan )) (jy3 y2j jx3 x2j)

    olup burada 1 (sec tan ) 0 ve jy3 y2j jx3 x2j 0 oldugundan dolay

    d(P1; P2) d(P1; P3) + d(P3; P2)

    olur.Alt Durum II.2: jx1 x3j + jx3 x2j jy1 y3j + jy3 y2j olsun. Bu durumda

    d(P1; P2) t = (jy1 y3j + jy3 y2j) + (sec tan ) (jx1 x3j + jx3 x2j)= (jy1y3j +(sec tan ) jx1x3j) + (jy3y2j +(sec tan ) jx3x2j)= d(P1; P3) + d(P3; P2) (1 (sec tan )) (jx1 x3j jy1 y3j)

    olup burada 1 (sec tan ) 0 ve jx1 x3j jy1 y3j 0 oldugundan dolay

    d(P1; P2) d(P1; P3) + d(P3; P2)

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    27/94

    16

    dir.

    III. Durum: jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j olsun. Burada II. durumabenzer olarak iki altdurum sz konusudur.

    Altdurum III.1:

    jx1

    x3

    j+

    jx3

    x2

    j jy1

    y3

    j+

    jy3

    y2

    jolsun. Bu durumda

    d(P1; P2) t = (jx1 x3j + jx3 x2j) + (sec tan ) (jy1 y3j + jy3 y2j)= (jx1x3j +(sec tan ) jy1y3j) + (jx3x2j + (sec tan ) jy3y2j)= d(P1; P3) + d(P3; P2) (1 (sec tan )) (jy1 y3j jx1 x3j)

    olup burada 1 (sec tan ) 0 ve jy1 y3j jx1 x3j 0 oldugundan dolay

    d(P1; P2) d(P1; P3) + d(P3; P2)

    olur.

    Alt Durum III.2: jx1 x3j + jx3 x2j jy1 y3j + jy3 y2j olsun. Bu durumda

    d(P1; P2) t = (jy1 y3j + jy3 y2j) + (sec tan ) (jx1 x3j + jx3 x2j)= (jy1y3j +(sec tan ) jx1x3j) + (jy3y2j + (sec tan ) jx3x2j)= d(P1; P3) + d(P3; P2) (1 (sec tan )) (jx3 x2j jy3 y2j)

    olup burada 1 (sec tan ) 0 ve jx3 x2j jy3 y2j 0 oldugundan dolay

    d(P1; P2) d(P1; P3) + d(P3; P2)

    dir.

    IV. Durum: jx1 x3j jy1 y3j ve jx3 x2j jy3 y2j olsun.Bu taktirde

    d(P1; P2)

    t = (

    jy1

    y3

    j+

    jy3

    y2

    j) + (sec

    tan ) (

    jx1

    x3

    j+

    jx3

    x2

    j)

    = (jy1y3j +(sec tan ) jx1x3j) + (jy3y2j +(sec tan ) jx3x2j)= d(P1; P3) + d(P3; P2)

    olur. Tm durumlarn sonular birlestirildiginde her P1; P2; P3 2 R2 iin

    d(P1; P2) d(P1; P3) + d(P3; P2)

    sonucu elde edilir. Yani -uzaklk fonksiyonu gen esitsizligini saglar

    Buna gre -uzaklk fonksiyonu R2 de bir metriktir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    28/94

    17

    Geometrik olarak, P1 ile P2 noktalar arasndaki en ksa yol biri koordinat eksen-

    lerinden birine paralel digeri diger koordinat ekseni ile as yapan iki dogru parasnn

    birlesimidir. Bylece P1 ile P2 arasndaki en ksa uzaklk ifade edilen sekildeki iki dogru

    parasnn klidyen uzunluklar toplamdr. P1 ile P2 noktalarnn minimum uzaklk

    kmesi bir kenar ifti koordinat eksenlerinden birine paralel, diger kenar ifti ise diger

    koordinat ekseni ile as yapan paralelkenardr.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    29/94

    18

    BLM 2

    TAKSI TRIGONOMETRI

    Bu blmde taksi dzleminde klidyen dzlemdekine benzer olarak trigonometrik

    fonksiyonlar tanmlayacagz. Dzlemde birim ember zerinde (x; y) noktas iin trigonometrik

    fonksiyonlar x = cos ; y = sin olarak tanmlanr. Birim ember zerindeki (x; y) nok-

    tas ile parametresini eslestirmenin iki yolu vardr. Ya (cos ; sin ) noktas xekseni ilepozitif ynde as yapan orijinden geen dogrunun birim emberi kestigi noktadr ya da

    saat ynnn tersi ynde birim yay uzunluguna karslk gelen noktadr.

    Taksi dzleminde y yay uzunlugu olarak alan taksi trigonometrik fonksiyonlar (Aka

    ve Kaya, 1997) de incelenmistir. Burada parametresini a alarak, taksi trigonometrikfonksiyonlarn (Brisbin and Artola, 1984) ve (zcan, Ekmeki.ve Bayar,.2002), de yaplan-

    lara benzer olarak inceleyecegiz.

    2.1 Taksi Trigonometrik Fonksiyonlar

    Taksi birim emberi; R2 de orijinden 1 taksi birim uzaklktaki A(x; y) noktalarnn

    geometrik yeridir ve denklemi,

    dT((0; 0); (x; y)) = 1

    den

    jxj + jyj = 1

    biimindedir.

    Bu denklem mutlak degerlerin durumuna gre incelenirse birim ember blgelere gre

    asagdaki dallara ayrlr:

    Blgeler Denklemi

    I y = x + 1II y = x + 1

    III y = x 1VI y = x 1

    Taksi birim emberinin Sekil 2.1.1 de verilmistir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    30/94

    19

    y

    x

    y= -x+1y= x+1

    y= x-1y= -x-1

    Sekil 2.1.1 Taksi Birim ember

    Simdi klidyen dzlemde sins ve kosins fonksiyonlarn birim ember zerindeki

    (x,y) noktasna bagl tanmladgmz gibi taksi dzlemde taksi sins ve taksi kosins

    fonksiyonlarn taksi birim emberi zerindeki (x,y) noktasna bagl tanmlayabiliriz. Taksi

    kosins fonksiyonunu cosT ve taksi sins fonksiyonunusinT biiminde gsteriyoruz. Bunagre taksi birim emberi zerinde (cosT ; sinT ) noktas orijinden geen x-ekseni ile poz-

    itif ynde as yapan dogrunun birim emberi kestigi noktadr. Bu dogrunun egimi

    alnan metrige gre degismediginden taksi dzleminde taksi tanjant fonksiyonu klidyen

    dzlemdekinin aynsdr. Yani taksi tanjant fonksiyonunu tanT ile gsterirsek ,

    tanT = tan

    dir.

    Bylece taksi kosins ve taksi sins fonksiyonlar bildigimiz tanjant fonksiyonu cinsin-

    den elde edilebilir.

    8>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>:

    cos

    sin + cos ; 0

    2

    cos

    sin cos ;

    2

    cos sin + cos

    ; 32

    cos sin + cos ; 32 2

    (2.1.1)

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    33/94

    22

    ve

    sinT =

    8>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>:

    sin

    sin + cos ; 0

    2

    sin sin cos ;

    2

    sin sin + cos

    ; 32

    sin

    sin + cos ;3

    2 2

    (2.1.2)

    biiminde olur.

    Daha ksa yazmak istersek,

    cosT =cos

    jsin j + jcos j ; 0 2

    ve

    sinT =sin

    jsin j + jcos j ; 0 2

    seklinde verebiliriz.

    Taksi sekant ve kosekant fonksiyonlar klidyen dzlemdekine benzer olarak

    secT =1

    cosT ve cosecT =

    1

    sinT

    biiminde tanmlayabiliriz. Asagdaki sekillerde taksi sins ve taksi kosins fonksiyon-

    larnn grakleri verilmistir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    34/94

    23

    Sekil 2.1.2 Taksi Kosins Fonksiyonu

    Sekil 2.1.3 Taksi Sins Fonksiyonu

    2.2 Taksi Trigonometrik Fonksiyonlarn zellikleri

    Trigonometrik fonksiyonlar a lsne bagl olarak tanmlamann bir sonucu olarak

    tmler adaki zellikler taksi dzlem trigonometride de geerlidir. Yani,

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    35/94

    24

    cosT(

    2 ) = sinT ve sinT(

    2 ) = cosT

    dir. Ayrca

    tan(x) = tan x

    zelliginden ve 2.1 1ve 2.1 2den yararlanlarak

    cosT(x) = cosT x ve sinT(x) = sinT x

    kolaylkla elde edilebilir.

    I.Durum:

    y III. blge as olarak alrsak bu taktirde II. blge asdr.

    cosT() = cos()sin() + cos() =

    cos sin + cos =

    cos

    sin cos = cosT

    sinT() = sin()sin() + cos() =

    sin

    sin + cos = sin

    sin cos = sinT

    Benzer sekilde,

    II.Durum:

    y VI. blge as olarak alrsak bu taktirde I. blge asdr.

    cosT() = cos() sin() + cos() =cos

    sin + cos =

    cos

    sin + cos = cosT

    sinT() = sin() sin() + cos() = sin

    +sin + cos = sin

    sin + cos = sinT

    Bylece her blge iin cosT(x) = cosT x ve sinT(x) = sinT x dir.klidyen geometride iyi bilinen Pisagor zdesligi, taksi dzleminde (cosT x; sinT x)

    birim ember zerinde bir nokta oldugundan

    jcosT xj + jsinT xj = 1 (2.2.1)

    biimine dnsr. Bu da taksi dzlemde pisagor zdesligidir.

    Pisagor zdesliginin her iki tarafn jcosT xj e blersek

    1 + jtanT xj = jsecT xj (2.2.2)

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    36/94

    25

    taksi sekant zdesligini elde ederiz.

    Pisagor zdesliginin her iki tarafn jsinT xj e blersek

    1 +

    jcosectTx

    j=

    jcosectTx

    j(2.2.3)

    taksi kosekant zdesligini elde ederiz.

    2.2.1 Taksi trigonometrik fonksiyonlar iin indirgeme formlleri

    klidyen dzlem trigonometride her asnn trigonometrik fonksiyonlar I. Blgede

    karslk gelen ann trigonometrik fonksiyonlar ile ifade edilebiliyordu. Taksi dzleminde

    de birim emberde i:blgedeki i asna karslk I. ve II. blgede iliskili olan a 0

    i ile

    gsterilirse i ve 0

    i arasndaki iliski

    Blge i 0

    i

    I 1 0

    1= 1

    II 2 0

    2= 2

    III 3 0

    3= 3 +

    IV 4 0

    4= 2 4

    biiminde verilir.

    cosT 2 =cos( 0

    2)

    sin( 02) cos( 0

    2)

    = cos 0

    2

    sin 02

    + cos 02

    = cosT 02

    sinT 2 =sin( 0

    2)

    sin( 02) cos( 0

    2)

    =sin 0

    2

    sin 02

    + cos 02

    = sinT 0

    2

    cosT 3 = cos(0

    3+ )

    sin(03

    + ) + cos(03

    + )=

    cos 03

    sin 03

    + cos 03

    = cosT 03

    sinT 3 = sin(0

    3+ )

    sin(03

    + ) + cos(03

    + )=

    sin 03

    sin 03

    + cos 03

    = sinT 0

    3

    cosT 4 = cos(2 4)

    sin(2 4) cos(2 4)=

    cos 04

    sin 0

    4 + cos 0

    4

    = cosT 0

    4

    sinT 4 = sin(2 4)

    sin(2 4) cos(2 4) = sin 0

    4

    sin 04

    + cos 04

    = sinT 04Artk sinT i ve cosT i nin degerlerini hesaplamak iin I. ve II. blgedeki sinT

    0

    i ve

    cosT 0

    i degerlerini bilmemiz yeterli olacaktr.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    37/94

    26

    2.2.2 Taksi trigonometrik fonksiyonlar iin toplam-fark formlleri

    Taksi trigonometrik fonksiyonlar iin toplam fark formlleri yine tanjant fonksiyonun-

    dan yararlanarak elde edilebilir. Tanjant fonksiyonunun toplam fark forml

    tan(u v) = tan u tan v1 tan u: tan v

    = tanT(u v)den

    tan(u v) = sinT(u v)cosT(u v) =

    sinT u

    cosT u sinT v

    cosT v

    1 sinT ucosT u

    sinT v

    cosT vve

    sinT(u v)

    cosT(u v)=

    sinT u: cosT v sinT v: cosT u

    cosT u: cosT v sinT u: sinT velde edilir. Esitligin her iki tarafnda pay ve paydalar esitlenirse

    sinT(u v) = sinT u: cosT v sinT v: cosT u (2.2.4)

    ve

    cosT(u v) = cosT u: cosT v sinT u: sinT v (2.2.5)

    elde edilir. Bu da klidyen sins ve klidyen kosins fonksiyonlarndaki toplam fark

    formllerinin sagladg zelligin aynsdr.

    2.2.3 Taksi trigonometrik fonksiyonlar iin yarm a formlleri

    Taksi trigonometrik fonksiyonlar iin yarm a formlleri, taksi kosins ve taksi sins

    fonksiyonlarnn toplam-fark formllerinde u = v alnarak elde edilir,

    Buna gre

    sinT(u + u) = sinT u: cosT u + sinT u: cosT u

    den

    sinT 2u = 2sinT u: cosT u (2.2.6)

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    38/94

    27

    ve

    cosT(u + u) = cosT u: cosT u sinT u: sinT u

    den

    cosT 2u = cos2

    T u sin2T u (2.2.7)

    yarm a formlleri elde edilir.

    2.3 Referans Al Taksi Trigonometrik Fonksiyonlar

    klidyen dzlemde a ls ve yay uzunlugu esittir ve dzlemin btn dnmeler

    altnda alar korunurlar. Ancak taksi dzlemde aya sabit bir artm verdigimizde yay

    uzunlugunda ayn oranda degisim olmaz. Simdiye kadar tanmladgmz trigonometrikfonksiyonlarda y ox-ekseni ile pozitif ynde yaplan a olarak aldk. Yani ann bir

    kolu ox-ekseninin pozitif yn idi. Bu durumdaki alar standart pozisyondaki a olarak

    dsnebiliriz. Bylece standart pozisyonda olmayan alar iinde trigonometrik fonksiy-

    onlar tanmlamamz gerekir. O yzden taksi dzlemde a kavramn referans al a

    tanm ile genisletebiliriz.

    = 0 ise standart pozisyondaki adr. Bu durum Sekil 2.3.1 ve Sekil 2.3.2 de

    verilmistir.

    x

    y

    x

    y

    Sekil 2.3.1 Standart pozisyonda Sekil 2.3.2 Referans al

    Standart pozisyondaki alar iin verdigimiz taksi kosins ve taksi sins fonksiyon-

    larnn fark formllerini kullanarak standart pozisyonda olmayan as iin referans

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    39/94

    28

    al taksi sins ve taksi kosins fonksiyonlarn olusturabiliriz. Referans al taksi sins

    fonksiyonunu tsin ve referans al taksi kosins fonksiyonunu, tcos ile gsterelim. Buna

    gre referans al as iin

    tcos = cosT( + ) = cosT( + )cosT + sinT( + )sinT (2.3.1)ve

    tsin = sinT( + ) = sinT( + )cosT sinT cosT( + ) (2.3.2)

    olur. Burada + ve standart pozisyondaki alardr. Dikkat edilirse tcos ve tsin

    esitliklerinde = 0 alnrsa

    tcos = cosT

    tsin = sinT

    dir.

    2.4 Taksi Uzunlugunun Dnmeler Altndaki Degisimi

    klidyen dnmelerden sonra bir dogru parasnn taksi uzunlugu degisimini asagdaki

    teoremle verilebilir (zcan, Ekmeki ve Bayar, 2002).

    Teorem: O noktas orijin olmak zere OA x-ekseni zerinde olmayan ve x-ekseninin

    pozitif yn ile as yapan dogru paras ve dT(O; A) = k olsun. Eger OA0; OA nn

    orijin etrafnda al dnme altnda grnts ise

    dT(O; A0) = k

    scos2T + sin

    2

    T

    (cos2T( + ) + sin2

    T( + )

    dir.

    Ispat: Btn dnmeler altnda klidyen uzunluklar korundugundan OA0 ile OA nn

    klidyen uzunluklar esittir.

    dE(O; A0

    ) = dE(O; A) (2.4.1)

    Ann koordinatlar cosT; sinT vekyabagl olarak A = (k cosT ; k sinT ) dr. dT(O; A0) =

    k0 dersek, A0 nin koordinatlar ,

    A0 = (k0 cosT( + ); k0 sinT( + ))

    olur. Bunlar 2.4.1 de kullanrsak

    q(k0 cosT( + ))

    2 + k0 sinT( + )2 =q

    (k cosT )2 + (k sinT )

    2

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    40/94

    29

    k0q

    (cos2T( + ) + sin2

    T( + ) = kq

    cos2T + sin2

    T

    k

    0

    = ks cos2T + sin2T

    (cos2T( + ) + sin2T( + )

    elde edilir.

    Sonu 1: OA Dogru parasnn egimi sfr yani ox eksenine paralel ise

    dT(O; A0) =

    kpcos2T + sin

    2

    T

    dir.

    Ispat: OA nn egimi 0 oldugundan = 0 dr ve referans as konumunda olur.

    Teoremde = 0 alrsak

    dT(O; A0) = k

    scos2T 0 + sin

    2

    T 0

    (cos2T(0 + ) + sin2

    T(0 + )

    = k

    s1 + 0

    cos2T + sin2

    T

    =k

    pcos2T + sin

    2

    T

    elde edilir.Sonu 2: Dzlemin telemeleri altnda taksi uzunluklar korundugundan teorem her-

    hangi bir dogru paras iinde geerlidir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    41/94

    30

    BLM 3

    CC-DZLEMINDE TRIGONOMETRIK FONKSIYONLAR

    Bu blmde CC- dzleminde trigonometrik fonksiyonlar (Bayar ve Ekmeki, 2006) esas

    alnarak incelenmistir. CC-geometride farkl konular pekok yazar tarafndan alsmak-

    tadr. Bunlardan bazlar (Aka vd., 2007), (Yksel, 2005),(Gelisgen vd., 2006), (Bayar ve

    Ekmeki, 2006), (Tian, 2005), (Turan, 2004), (Turan ve zcan, 2004,), (Turan.ve zcan,

    2005), (Uymaz, 2002) kaynaklardr.

    3.1 CC-Trigonometrik Fonksiyonlar

    CC-trigonometrik fonksiyonlar CC-birim emberi zerinde tanmlanr. R2 de CC-

    birim emberi orijine 1 birim dc uzaklktaki noktalarn geometrik yeridir. Eger A(x; y);CC-

    birim emberi zerinde bir nokta ise

    dc(O; A) = 1

    den birim emberin denklemi

    max fjxj ; jyjg + (p

    2 1)minfjxj ; jyjg = 1

    biimindedir. Birim ember denklemi blgelere gre 8 dala sahiptir:

    x

    y

    I

    IIIII

    IV

    V

    VI VII

    VIII x

    y

    I

    IIIII

    IV

    V

    VI VII

    VIII

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    42/94

    31

    Sekil 3.1.1CC-Birim emberi

    Blge Denklemi

    I y = (p2 + 1)x + (p2 + 1)II y = (p2 1)x + 1

    III y = (p

    2 1)x + 1IV y = (

    p2 + 1)x + (

    p2 + 1)

    V y = (p2 + 1)x (p2 + 1)VI y =

    (p

    2

    1)x

    1

    VII y = (p2 1)x 1VIII y = (

    p2 + 1)x (p2 + 1)

    CC-trigonometrik fonksiyonlarn yay parametresine bagl ifadeleri S. Yksel tarafn-

    dan (Yksel, 2005) de incelenmistir. Biz burada parametreyi a alarak trigonometrik

    fonksiyonlar (Bayar ve Ekmeki, 2006) e gre verecegiz.

    CC-dzlemin emberi zerinde (cosc ; sinc ) noktas orijinden geen ox-ekseni ile poz-

    itif ynde as yapan dogrunun CC-birim emberini kestigi noktalardr. Bu dogrunun

    egimi metrige bagl olmadgndan CC-tanjant fonksiyonu tanc, klidyen dzlemdeki tan-

    jant fonksiyonuna esittir.

    tanc = tan =sin

    cos

    Bylece CC-kosins ve CC-sins fonksiyonlarn asina oldugumuz tanjant fonksiyonu

    cinsinden elde edebiliriz.

    Birim ember denklemi ile orijinden geip x-ekseninin pozitif yn ile as yapan

    dogru denkleminin olusturdugu sistem,

    8>:

    x = cosc =cos

    (p

    2 1) sin + cos y = sinc =

    sin

    (p2 1)sin + cos elde edilir.

    II.Blge:

    4

    2iken,

    8>>:

    x = cosc =cos

    sin + (p

    2 1)cos y = sinc = sin

    sin + (p

    2 1)cos elde edilir.

    III.Blge:

    2 3

    4iken

    8>>:

    x = cosc =cos

    sin (p2 1)cos y = sinc =

    sin

    sin (p2 1) cos elde edilir.

    IV.Blge:

    3

    4 iken,

    y = (p

    2 + 1)x + (p

    2 + 1)

    y = (tan )x

    sistemi zldgnde

    (tan (p2 + 1))x = (p2 + 1)( sin

    cos (p2 + 1))x = (p2 + 1)

    (sin (p2 + 1) cos

    cos )x = (

    p2 + 1)

    8>>>:

    x = cosc =cos

    (p

    2 1)sin cos y = sinc =

    sin

    (p

    2 1)sin cos elde edilir.

    V.Blge: 54

    iken,

    y = (p2 + 1)x (p2 + 1)y = (tan )x

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    45/94

    34

    sistemi zldgnde

    (tan + (p

    2 + 1))x = (p2 + 1)

    (

    sin

    cos + (p2 + 1))x = (p2 + 1)(

    sin + (p

    2 + 1) cos

    cos )x = (p2 + 1)

    8>>>:

    x = cosc =cos

    (p2 1)sin cos y = sinc =

    sin

    (p2 + 1) sin cos elde edilir.

    VI.Blge: 54 32 iken,

    y = (p2 1)x 1y = (tan )x

    sistemi zldgnde

    (tan )x = (p2 1)x 1x(tan + (p2 1)) = 1

    x(sin + (

    p2 1)cos

    cos ) = 1

    8>>>:

    x = cosc =cos

    sin (p2 1)cos y = sinc =

    sin

    sin (p2 1)cos elde edilir.

    VII.Blge: 32

    74

    iken,

    y = (p

    2 1)x 1y = (tan )x

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    46/94

    35

    sistemi zldgnde

    (tan )x = (p

    2 1)x 1

    x(tan (p2 1)) = 1x(

    sin (p2 1)cos cos

    ) = 1

    8>>>:

    x = cosc =cos

    sin + (p2 1)cos y = sinc =

    sin

    sin + (p2 1)cos elde edilir.

    VIII.Blge:7

    4 2 iken,

    y = (p

    2 + 1)x (p2 + 1)y = (tan )x

    sistem zldgnde

    (tan )x = (p

    2 + 1)x (p2 + 1)(tan (p2 + 1))x = (p2 + 1)

    (sin (p2 + 1) cos

    cos )x = (p2 + 1)

    8>>>:

    x = cosc =cos

    (p2 1)sin + cos y = sinc =

    sin

    (p2 1)sin + cos elde edilir.

    Blgelere gre olusan cosc ve sinc degerlerini asagdaki tabloda zetleyebiliriz.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    47/94

    36

    Blge cosc sinc

    Icos

    (p

    2 1)sin + cos sin

    (p

    2 1)sin + cos II

    cos

    sin + (p2 1)cos sin

    sin + (p2 1)cos III

    cos

    sin (p2 1)cos sin

    sin (p2 1)cos IV

    cos

    (p2 1)sin cos sin

    (p

    2 1)sin cos V

    cos

    (p2 1)sin cos sin

    (p2 1)sin cos VI

    cos

    sin (p2 1)cos sin

    sin (p2 1)cos VII

    cos

    sin + (

    p2

    1)cos

    sin

    sin + (

    p2

    1)cos

    VIII cos (p2 1)sin + cos sin

    (p2 1)sin + cos Bu tabloyu da mutlak deger kullanarak su sekilde ksaltabiliriz.

    cosc =

    8>>>>>>>>>:

    cos

    (p

    2 1) jsin j + jcos j ; 2 I ; I V ; V ; V I I I

    cos

    jsin

    j+ (

    p2

    1)

    jcos

    j

    ; 2 I I ; I I I ; V I ; V I I

    sinc =

    8>>>>>>>>>:

    sin

    (p

    2 1) jsin j + jcos j ; 2 I ;I V ;V ;V I I I

    sin

    jsin j + (p2 1) jcos j ; 2 I I ; I I I ; V I ; V I I

    CC-sins ve CC-kosins fonksiyonlarnn grakleri Sekil 3.1.2 ve Sekil 3.1.3 de ver-

    ilmistir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    48/94

    37

    Sekil 3.1.2 CC Kosins Fonksiyonu

    Sekil 3.1.3 CC Sins Fonksiyonu

    3.2 CC-Trigonometrik Fonksiyonlarnn zellikleri

    Trigonometrik fonksiyonlar a lsne bagl olarak tanmladgmzdan, tmler alar-

    daki zellikler CC-dzlem trigonometride de geerlidir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    49/94

    38

    Yani,

    cosc(

    2 ) = sinc ve sinc(

    2 ) = cosc

    ve

    cosc(x) = cosc x ve sinc(x) = sinc x

    oldugu kolaylkla grlebilir:

    I.Durum:

    y VIII. blge as olarak alrsak I. blge asdr.

    cosc() =cos(

    )

    (p2 1) sin() + cos() =cos

    (p2 1)sin + cos = cosc sinc() = sin()(p2 1) sin + cos() =

    sin (p

    2 1)sin + cos = sinc

    II.Durum:

    y VII. blge as olarak alrsak bu taktirde II.blge asdr.

    cosc(

    ) =cos()

    sin() + (p2 1) cos()=

    cos

    sin + (p2 1)cos = cosc

    sinc() = sin() sin() + (p2 1) cos() = sin

    sin + (p

    2 1)cos = sinc

    III.Durum;

    y VI.blge as olarak alrsak nn III. blge as oldugunu grrz.

    cosc() = cos()

    sin(

    )

    (p

    2

    1) cos(

    )=

    cos

    sin

    (p

    2

    1)cos = cosc

    sinc() = sin() sin() (p2 1) cos() = sin

    sin (p2 1)cos = sinc

    VI.Durum;

    y V.blge as olarak alrsak , IV.blge asdr.

    cosc() = cos()(p2 1) sin() cos() =cos

    (p

    2 1)sin cos = cosc

    sinc() =sin(

    )

    (p2 1) sin() cos() = sin

    (p2 1)sin cos = sinc

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    50/94

    39

    Bylece her blge iin cosc() = cosc , sinc() = sinc oldugunu gstermisoluruz.

    klidyen geometrideki iyi bilinen Pisagor zdesligi, CC- dzleminde (cosc x; sinc x)

    birim ember zerinde bir nokta oldugundan

    max fjcosc xj ; jsinc xjg + (p

    2 1)minfjcosc xj ; jsinc xjg = 1 (3.2.1)

    biimindedir.

    Pisagor zdesliginin her iki tarafn jcosc xj e blerek CC-sekant zdesligi

    maxf

    1;jtanc x

    jg+ (

    p2

    1)min

    f1;

    jtanc x

    jg=

    jsecc x

    j(3.2.2)

    ve jsinc xj e blnerek CC-kosekant zdesligi

    max f1; jcotc xjg + (p

    2 1)minf1; jcotc xjg = jcos ectcxj (3.2.3)

    olarak elde edilir.

    3.2.1 CC-Trigonometrik fonksiyonlarnn indirgeme formlleri

    klidyen dzlem trigonometride her asnn trigonometrik fonksiyonlar I. blgedekarslk gelen ann trigonometrik fonksiyonlar ile ifade edilebiliyordu.

    CC-dzlemde de birim emberde i: blgedeki i asna karslk I. ve II. blgelerde

    iliskili olan a 0i ile gsterilirse i ve 0

    i arasndaki iliski,

    Blge i 0

    i

    I 1 0

    1= 1

    II 2 0

    2 = 2

    III 3 0

    3= 1800 3

    IV 4 0

    4= 1800 4

    V 5 0

    5= 1800 + 5

    VI 6 0

    6= 1800 + 6

    VII 7 0

    7= 3600 7

    VIII 8 0

    8= 3600 8

    biiminde verilir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    51/94

    40

    CC- trigonometrik fonksiyonlar iin i ve 0

    i arasndaki iliski asagdaki gibi elde edilir.

    c cos 3 =cos(1800 0

    3)

    sin(1800 03) (p2 1) cos(1800 0

    3)

    = cos 0

    3

    sin 03

    + (p

    2 1)cos 03

    = c co

    c sin 3 = sin(1800

    0

    3)sin(1800 0

    3) (p2 1) cos(1800 0

    3)

    = sin 0

    3

    sin 03

    + (p

    2 1)cos 03

    = c sin

    c cos 4 =cos(1800 0

    4)

    (p

    2 1) sin(1800 04) cos(1800 0

    4)

    = cos 0

    4

    (p

    2 1)sin 04

    + cos 04

    = c co

    c sin 4 =sin(1800 0

    4)

    (p

    2 1) sin(1800 04) cos(1800 0

    4)

    =sin 0

    4

    (p

    2 1)sin 04

    + cos 04

    = c sin

    c cos 5 =cos(1800 + 0

    5)

    (p2 1) sin(1800 + 05) cos(1800 + 0

    5)

    = cos 0

    5

    (p

    2 1)sin 05

    + cos 05

    = c co

    c sin 5 =sin(1800 + 0

    5)

    (p2 1) sin(1800 + 05) cos(1800 + 0

    5)

    = sin 0

    5

    (p

    2 1)sin 05

    + cos 5= c si

    c cos 6 = cos(180

    0

    +

    0

    6) sin(180 + 06) (p2 1) cos(1800 + 0

    6)

    = cos 0

    6

    sin 06

    + (p

    2 1)cos 06

    = c co

    c sin 6 =sin(1800 + 0

    6)

    sin(180 + 06) (p2 1) cos(1800 + 0

    6)

    = sin 0

    6

    sin 06

    + (p

    2 1)cos 06

    = c si

    c cos 7 =cos(3600 0

    7)

    sin(3600 07) + (

    p2 1) cos(3600 + 0

    7)

    =cos 0

    7

    sin 07

    + (p

    2 1)cos 07

    = c cos

    c sin 7 =sin(3600 0

    7)

    sin(3600 07) + (

    p2 1) cos(3600 + 0

    7)

    = sin 0

    7

    sin 07

    + (p

    2 1)cos 07

    = c si

    c cos 8 =cos(3600 0

    8)

    (p2 1) sin(3600 08) + cos(3600 0

    8)

    =cos 0

    8

    (p

    2 1)sin 08

    + cos 08

    = c cos

    c sin 8 =sin(3600

    08)

    (p2 1) sin(3600 08) + cos(3600 0

    8) =

    sin 08

    (p2 1)sin 08

    + cos 08

    = c si

    Artk sinc i ve cosc i nin degerlerini hesaplamak iin I. ve II. blgedeki sinc 0

    i ve

    cosc 0

    i degerlerini bilmemiz yeterli olacaktr.

    3.2.2 CC-Trigonometrik fonksiyonlarnn toplam-fark formlleri

    CC-trigonometrik fonksiyonlar iin toplam fark formlleri yine tanjant fonksiyonundan

    yararlanarak elde edilebilir.

    tan(u v) =

    tan u tan v1 tan u: tan v

    dan

    tan(u v) = sinc(u v)cosc(u v) =

    sinc u

    cosc u sinc v

    cos cv

    1 sinc ucosc u

    sinc v

    cosc vve

    sinc(u v)cosc(u v) = sinc u: cosc v sinc v: cosc ucosc u: cosc v sinc u: sinc v

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    52/94

    41

    dir. Esitligin her iki tarafndan pay ve paydalar esitlenirse,

    sinc(u v) = sinc u: cosc v sinc v: cosc u (3.2.4)

    ve

    cosc(u v) = cosc u: cosc v sinc u: sinc v (3.2.5)

    elde edilir. Bylece CC-trigonometrik fonksiyonlarnn toplam fark formllerinin klidyen

    benzerleri gibi oldugu grlyor.

    3.2.3 CC-Trigonometrik fonksiyonlarnn yarm a formlleri

    CC-Trigonometrik fonksiyonlar iin yarm a formlleri CC-sins ve CC-kosins fonksiy-

    onlarnn toplam fark formlnde u = v alnarak,

    sinc(u + u) = sinc u: cosc u + sinc u: cosc u

    den

    sinc 2u = 2sinc u: cosc u (3.2.6)

    ve

    cosc(u + u) = cosc u: cosc u sinc u: sinc u

    den

    cosc 2u = cos2

    c u sin2c u (3.2.7)

    biiminde elde edilir.

    3.3 Referans Al CC-Trigonometrik Fonksiyonlar

    , CC- birim emberi zerinde referans al a olsun. Bu durumda referans al

    kosins ve sins fonksiyonlarn standart pozisyonda ki + ve alar yardm ile farkformllerinden yaralanarak elde edilebilir. CC- referans al kosins fonksiyonunu ccos

    ile gsterirsek

    ccos() = cosc( + ) = cosc( + ): cosc + sinc( + ): sinc (3.3.1)

    biiminde elde edilir. Referans al CC-sins fonksiyonu csin ile gsterirsek

    csin() = sinc( + ) = sinc( + ): cosc sinc : cosc( + ) (3.3.2)

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    53/94

    42

    olur.

    x

    y

    x

    y

    x

    y

    x

    y

    Sekil 3.3.1 Standart pozisyonda Sekil 3.3.2 Referans al

    = 0 ise standart pozisyondaki adr. Bu durum Sekil 3.3.1 ve Sekil 3.3.2 de

    verilmistir.

    3.4 CC- Uzunlugunun Dnmeler Altndaki Degisimi

    klidyen dzlemde bir dogru parasnn uzunlugu dnmelerden etkilenmez. CC-

    dzlemin de belirli

    4n kat olan al dnmeler hari dogru parasnn uzunlugu dnmeler

    altnda degisir(Kaya vd.,2006). Bir dogru parasnn dnmelerden sonra CC uzunlugu

    degisimini asagdaki teoremle verilebilir(Bayar ve Ekmeki 2006).

    Teorem: O noktas orijin olmak zere OA ox-ekseni zerinde olmayan ve ox-ekseninin

    pozitif yn ile as yapan dogru paras ve dc(O; A) = k olsun. Eger OA0; OA nn

    orijin etrafnda kadar dnme altnda grnts ise

    dc(O; A0) = k

    scos2c + sin

    2c

    (cos2c( + ) + sin2

    c( + )

    Ispat: Btn dnmeler altnda klidyen uzunluk korundugundan OA0 ile OA nn

    klidyen uzunluklar esittir.

    dE(O; A0) = dE(O; A) (3.4.1)

    Ann koordinatlar cosc; sinc vekyabagl olarak A = (k cosc ; k sinc ) dr. dc(O; A0) =

    k0 dersek, A0 nin koordinatlar ,

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    54/94

    43

    A0 = (k0 cosc( + ); k0 sinc( + )) (3.4.2)

    olur. Bunlar 3.4.1 de kullanrsak

    q(k0 cosc( + ))

    2 + k0 sinc( + )2 =

    q(k cosc )

    2 + (k sinc )2

    k0q

    (cos2c( + ) + sin2

    c( + ) = kq

    cos2c + sin2

    c

    k0 = k

    scos2c + sin

    2

    c

    (cos2c( + ) + sin2

    c( + )

    elde edilir.

    Sonu 1: OA Dogru parasnn egimi sfr yani ox eksenine paralel ise

    dc(O; A0) =

    kpcos2c + sin

    2

    c

    dir.

    Ispat: OA nn egimi 0 oldugundan = 0 dr ve referans as konumunda olur.

    Teoremde = 0 alrsak

    dc(O; A0) = k

    scos2c 0 + sin

    2c 0

    (cos2c(0 + ) + sin2

    c(0 + )

    = k

    r1 + 0

    cos2c + sin2

    c

    =kp

    cos2c + sin2

    c

    elde edilir.

    Sonu 2: Dzlemin telemeleri altnda CC-uzunluklar korundugundan teorem her-

    hangi bir dogru paras iinde geerlidir.

    .

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    55/94

    44

    BLM 4

    MAKSIMUM DZLEMINDE TRIGONOMETRIK FONKSIYONLAR

    Bu blmde maksimum metrigi kullanlarak gelistirilen dzlem geometrisinin trigonometrik

    fonksiyonlar klidyen dzlemdekine benzer olarak (Bayar, 2007) esas alnarak incelen-

    mistir.

    4.1 Maksimum Trigonometrik Fonksiyonlar

    R2

    M de max fjxj ; jyjg = 1 denklemini saglayan (x; y) noktalarnn kmesine M-birim ember denir. R2M nin birim emberi, kseleri A1 = (1; 1); A2 = (1; 1); A3 =(

    1;

    1); A4 = (1;

    1) noktalar olan bir karedir (Sekil 4.1.1).

    x

    y

    y=1

    x=1

    x=-1

    y=-1

    Sekil 4.1.1 M-birim emberi

    Birim ember denklemi mutlak degerlere gre incelenirse, ember alarn durumuna

    gre 8 blgeye ayrlr.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    56/94

    45

    Blge A Denklem

    I 0 4

    x = 1

    II

    4

    2y = 1

    III 2

    34

    y = 1

    IV3

    4 x = 1

    V 54

    x = 1V I

    5

    4 3

    2y = 1

    V II3

    2 7

    4y = 1

    V I I I 7

    4 2 x = 1

    P(x; y) noktas ile O(0; 0) nin olusturdugu dogrunun ox-ekseninin pozitif yn ile yap-

    tg a olmak zere nn maximum kosins ve maksimum sins fonksiyonlarn sras

    ile cosm ve sinm ile gsterilmek zere x = cosm , y = sinm olarak tanmlayabiliriz.

    Maksimum birim emberi zerinde (cosm ; sinm ) noktas, orijinden geen ox-ekseni ile

    pozitif ynde as yapan dogrunun birim emberi kestigi noktadr. Bu dogrunun egimi

    alnan metrige gre degismediginden maksimum dzleminde maksimum tanjant fonksiy-

    onu klidyen dzlemdekinin aynsdr. Yani maksimum tanjant fonksiyonunu tanm ile

    gsterirsek ,

    tanm = tan

    dir.

    Bylece maksimum kosins ve maksimum sins fonksiyonlar bildigimiz tanjant fonksiy-

    onu cinsinden elde edilebilir. Birim ember ile orijinden geen egimi tan olan dogrunun

    olusturdugu sistem 8>>>:

    sin

    jcos j ; 2 I ;I V ;V ;V I I I

    jsin jsin

    ; 2 I I ; I I I ; V I ; V I I

    cosm =

    8>>>>>>>:

    jcos

    jcos ; 2 I ; I V ; V ; V I I I

    cos

    jsin j ; 2 I I ; I I I ; V I ; V I I

    Maksimum sins ve maksimum kosins fonksiyonlarnn grakleri Sekil 4.1.2 ve Sekil

    4.1.3 de verilmistir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    60/94

    49

    Sekil 4.1.2 Maksimum kosins fonksiyonu

    Sekil 4.1.3 Maksimum sins fonksiyonu

    4.2 Maksimum Trigonometrik Fonksiyonlarn zellikleri

    Trigonometrik fonksiyonlar a lsne bagl olarak tanmlamann bir sonucu olarak

    tmler adaki zellikler maksimum dzlem trigonometride de geerlidir. Yani,

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    61/94

    50

    cosm(

    2 ) = sinm ve sinm(

    2 ) = cosm

    dir. Ayrca

    tan(x) = tan x

    zelliginden yararlanlarak

    cosm(x) = cosm x ve sinm(x) = sinm x

    kolaylkla elde edilebilir.

    I.Durum:

    y VIII. blge as olarak alrsak bu taktirde ; I. blge asdr.

    cosm() = 1 cosm = 1; cosm() = cosm sinm() = tan() = sin()

    cos() = tan = sinm

    II.Durum:

    y VII. blge as olarak alrsak bu taktirde ; II. blge asdr.

    cosm() = 1

    tan() =cos

    sin =1

    tan = cosm

    sinm() = 1 sinm = 1; sinm() = sinm III.Durum:

    y VI. blge as olarak alrsak bu taktirde ; III. blge asdr.

    cosm() = 1tan() =

    cos

    sin =

    1

    tan = cosm

    sinm() = 1 sinm = 1; sinm() = sinm IV.Durum:

    y V blge as olarak alrsak bu taktirde ; IV. blge asdr.

    cosm() = 1 = cosm sinm() = tan() = tan = sinm

    olur. Bylece her blge iin cosm() = cosm , sinm() = sinm oldugunu gstermisolduk.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    62/94

    51

    klidyen geometrideki iyi bilinen Pisagor zdesligi, maksimum dzleminde (cosm x; sinm x)

    birim ember zerinde bir nokta oldugundan.

    max fjcosm xj ; jsinm xjg = 1 (4.2.1)

    biimindedir.

    Pisagor zdesliginin her iki tarafn jcosc xj e blerek sekant zdesligi

    max f1; jtanm xjg = jsecm xj (4.2.2)

    ve jsinc xj e blnerek kosekant zdesligi

    max f1; jcotmxjg = jcosectmxj (4.2.3)elde edilir.

    4.2.1 Maksimum trigonometrik fonksiyonlarnn indirgeme formlleri

    klidyen dzlem trigonometride her asnn trigonometrik fonksiyonlar I. blgede

    karslk gelen ann trigonometrik fonksiyonlar ile ifade edilebiliyordu.

    Maksimum dzlemde birim emberde i: blgedeki i asna karslk I. ve II. blgelerde

    iliskili olan a 0i ile gsterilirse i ve 0

    i arasndaki iliski,

    Blge i 0

    i

    I 1 0

    1= 1

    II 2 0

    2= 2

    III 3 0

    3= 1800 3

    IV 4 0

    4= 1800 4

    V 5 0

    5= 1800 + 5

    VI 6 06 = 1800 + 6

    VII 7 0

    7= 3600 7

    VIII 8 0

    8= 3600 8

    biiminde verilir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    63/94

    52

    M- trigonometrik fonksiyonlar iin i ve 0

    i arasndaki iliski asagdaki gibi elde edilir.

    cosm 3 =1

    tan =

    cos(1800 3)sin(1800 3) =

    cos 03

    sin 03

    = cosm 03sinm 3 = sinm

    0

    3

    cosm 4 = cosm 04sinm 4 = tan = sin(180

    0 4)cos(1800 4) =

    sin 04

    cos 04

    = sinm 0

    4

    cosm 5 = cosm 05sinm 5 = tan = sin(180

    0 + 5)

    cos(1800 + 5)=

    sin 05

    cos 05

    = sinm 05

    cosm 6 = 1tan

    = cos(1800 + 6)

    sin(1800 + 6)=

    cos 06

    sin 06

    = cosm 06

    sinm 6 = sinm 0

    6

    cosm 7 = 1tan

    = cos(3600 7)

    sin(3600 7) = cos 0

    7

    sin 07

    = cosm 0

    7

    sinm 7 = sinm 07cosm 8 = cosm

    0

    8

    sinm 8 = tan =sin(3600 8)cos(3600 8) =

    sin 08

    cos 08

    = sinm 08Artk sinm i ve cosm i nin degerlerini hesaplamak iin I. ve II. blgedeki sinm

    0

    i ve

    cosm 0

    i degerlerini bilmemiz yeterli olacaktr.

    4.2.2 Maksimum trigonometrik fonksiyonlarnn toplam-fark formlleri

    Maksimum trigonometrik fonksiyonlar iin toplam fark formlleri yine tanjant fonksiy-

    onundan yararlanarak elde edilebilir.

    tan(u v) =

    tan u tan v1 tan u: tan v

    dan

    tan(u v) = sinm(u v)cosm(u v) =

    sinm u

    cosm u sinm v

    cosm v

    1 sinm ucosm u

    :sinm v

    cosm vve

    sinm(u v)cosm(u v) =

    sinm u: cosm v sinm v: cosm ucosm u: cosm v sinm u: sinm v

    dir. Esitligin her iki tarafndan pay ve paydalar esitlenirse,

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    64/94

    53

    sinm(u v) = sinm u: cosm v sinm v: cosm u (4.2.4)

    ve

    cosm(u v) = cosm u: cosm v sinm u: sinm v (4.2.5)

    elde edilir. Bylece maksimum trigonometrik fonksiyonlarnn toplam fark formllerinin

    klidyen benzerleri gibi oldugu grlyor.

    4.2.3 Maksimum trigonometrik fonksiyonlarnn yarm a formlleri

    Maksimum trigonometrik fonksiyonlar iin yarm a formlleri maksimum sins ve

    maksimum kosins fonksiyonlarnn toplam-fark formllerinde u = v alnarak,

    sinm(u + u) = sinm u: cosm u + sinm u: cosm u

    den

    sinm 2u = 2sinm u: cosm u (4.2.6)

    ve

    cosm(u + u) = cosm u: cosm u

    sinm u: sinm u

    den

    cosm 2u = cos2

    m u sin2m u (4.2.7)

    biiminde elde edilir.

    4.3 Referans Al Maksimum Trigonometrik Fonksiyonlar

    Standart pozisyonda olmayan alar iin de trigonometrik fonksiyonlar tanmlamak

    iin M-dzlemde a kavramn referans al a tanm ile genisletelim.

    , M-birim emberi zerinde referans al a olsun. Bu durumda referans al

    kosins ve sins fonksiyonlarn standart pozisyonda ki + ve alar yardm ile fark

    formllerinden yaralanarak elde edebiliriz.

    Bu durumda referans al maksimum kosins fonksiyonu, mcos,

    mcos() = cosm( +

    ) = cosm( + ): cosm + sinm( + ): sinm (4.3.1)

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    65/94

    54

    ve referans al maksimum sins fonksiyonu, msin,

    msin() = sinm( + ) = sinm( + ): cosm sinm : cosm( + ) (4.3.2)

    biiminde elde edilir.

    x

    y

    y

    Sekil 4.3.1 Standart pozisyonda Sekil 4.3.2 Referans al

    4.4 Maksimum Uzunlugun Dnmeler Altndaki Degisimi

    klidyen dnmelerden sonra bir dogru parasnn maksimum uzunlugun degisiminiasagdaki teoremle verilebilir (Bayar, 2007).

    Teorem 4.3.1: O noktas orijin olmak zere OA x-ekseni zerinde olmayan ve x-

    ekseninin pozitif yn ile as yapan dogru paras ve dm(O; A) = k olsun. Eger

    OA0; OA nn orijin etrefnda kadar dnme altnda grnts ise

    dm(O; A0) = k

    scos2m + sin

    2

    m

    (cos2m( + ) + sin2

    m( + )

    dir.Ispat: Btn dnmeler altnda klidyen uzunluk korundugundan OA0 ile OA nn

    klidyen uzunluklar esittir.

    dE(O; A0) = dE(O; A) (4.4.1)

    Ann koordinatlar cosm; sinm ve k ya bagl olarak A = (k cosm ; k sinm ) dr.

    dM(O; A0) = k0 dersek, A0 nin koordinatlar ,

    A0 = (k0 cosm( + ); k0 sinm( + ))

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    66/94

    55

    olur. Bunlar 4.4.1 de kullanrsak

    q(k0 cosm( + ))

    2 + k0 sinm( + )2 =

    q(k cosm )

    2 + (k sinm )2

    k0q

    (cos2m( + ) + sin2

    m( + ) = kq

    cos2m + sin2

    m

    k0 = k

    scos2m + sin

    2

    m

    (cos2m( + ) + sin2

    m( + )

    elde edilir.

    Sonu 4.3.1: OA Dogru parasnn egimi sfr, yani ox-eksenine paralel ise

    dm(O; A0) = kp

    cos2m + sin2

    m

    dir.

    Ispat: OA nn egimi 0 oldugundan = 0 dr ve referans as konumunda olur.

    Teoremde = 0 alrsak

    dm(O; A0) = k

    scos2m 0 + sin

    2

    m 0

    (cos2m(0 + ) + sin2

    m(0 + )

    = kr

    1 + 0cos2m + sin

    2

    m

    =kp

    cos2m + sin2

    m

    olur.

    Sonu 4.3.2: Dzlemin telemeleri altnda maksimum uzunluklar korundugundan

    teorem herhangi bir dogru paras iinde geerlidir.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    67/94

    56

    BLM 5

    GENELLESTIRILMIS MUTLAK DE GER DZLEMINDE

    TRIGONOMETRIK FONKSIYONLARBu blmde (R2; dg)dzleminde trigonometrik fonksiyonlar (Bayar, Ekmeki ve Aka,

    2006) esas alnarak incelenecektir.

    5.1 Genellestirilmis Mutlak Deger Dzleminde Trigonometrik Fonksiyonlar

    (R2; dg) dzleminin birim emberi orijinden 1 dg birim uzaklktaki noktalarn geometrik

    yeridir. Yani X = (x; y) birim ember zerinde bir nokta ise

    dg(X; O) = 1

    sartn saglar. Buradan

    a max fjxj ; jyjg + b min fjxj ; jyjg = 1; a b 0; a 6= 0 (5.1.1)

    denklemi (R2; dg) dzleminin birim ember denklemidir. Dolays ile genellestirilmis mut-

    lak deger dzleminin birim emberleri zel olarak taksi, in dama ve maksimum metrik-

    lerinin birim emberlerini ieren kseleri A1 = (1

    a; 0); A2 = (

    1

    a + b;

    1

    a + b); A3 = (0;

    1

    a);

    A4 = ( 1a + b

    ; 1a + b

    ); A5 = (1a

    ; 0); A6 = ( 1a + b

    ; 1a + b

    ); A7 = (0; 1a

    ), A8 =

    (1

    a + b; 1

    a + b) olan sekizgenlerdir. Birim emberin kenarlarnn denklemleri mutlak

    degerin durumuna gre asagdaki biimdedir.

    I.Durum: jxj jyj ise II.Durum: jyj jxj isea: jxj + b: jyj = 1 a: jyj + b: jxj = 1

    i) x > 0; y > 0

    ax + by = 1

    y =1 ax

    b

    i) x > 0; y > 0

    ay + bx = 1

    y =1 bx

    a

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    68/94

    57

    I.Durum: jxj jyj ise II.Durum: jyj jxj iseii) x > 0; y < 0

    ax by = 1y = ax 1

    b

    ii) x > 0; y < 0

    ay + bx = 1y = bx 1

    a

    iii) x < 0; y > 0

    ax + by = 1y =

    1 + ax

    b

    iii) x < 0; y > 0

    ay bx = 1y =

    1 + bx

    a

    iv) x < 0; y < 0

    ax by = 1y =

    1 ax

    b

    iv) x < 0; y < 0

    ay bx = 1y =

    1 bx

    aa = b = 1 ise taksi birim emberi, a = 1 ve b =

    p2 1 ise CC- birim emberi ve a = 1

    ve b = 0 iken de maksimum metriginin gre birim emberleri elde edilir. a = 2 ve b = 1

    durumuna gre elde edilen dg-birim emberi Sekil 5.1.1 de verilmistir.

    3

    1(0, )

    2A

    2 1 1( , )3 3

    A

    1

    1( , 0)

    2A

    4

    1 1( , )3 3A

    5

    1( , 0)

    2A

    6

    1 1( , )

    3 3A

    7 1(0, )2

    A

    8

    1 1( , )

    3 3A

    I

    IIIII

    IV

    V

    VI VII

    VIIIx

    y

    Sekil 5.1.1 a = 2; b = 1 iken dg Birim emberi

    Simdi (R2; dg) dzleminin birim emberini kullanarak nceki blmlerde verdigimiz

    trigonometrik fonksiyonlara benzer olarak burada trigonometrik fonksiyonlar verecegiz.

    Genellestirilmis mutlak deger dzlemi birim emberi zerinde (cosg ; sing ) noktas,

    orijinden geen ox-ekseni ile pozitif ynde as yapan dogrunun birim emberi kestigi

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    69/94

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    70/94

    59

    (tan )x =1 bx

    a

    1 bx = a(tan )xx =

    1

    a tan + b

    cosg =cos

    a sin + b cos

    sing =sin

    a sin + b cos

    elde edilir.

    III.Blge:

    2 3

    4iken,

    8

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    71/94

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    72/94

    61

    (tan )x =1 bx

    a1 bx = a(tan )xx =

    1a tan + b

    cosg = cos

    a sin + b cos

    sing = sin

    a sin + b cos

    elde edilir.

    VII.Blge:3

    2 7

    4iken,

    8

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    73/94

    62

    (tan )x =ax 1

    bax 1 = b(tan )xx =

    1b tan

    a

    cosg = cos

    b sin a cos sing =

    sin b sin a cos

    elde edilir.

    Blgelere gre olusan cosg ve sing degerlerini asagdaki tabloda zetleyebiliriz.

    Blge cosg sing

    Icos

    b sin + a cos sin

    b sin + a cos

    IIcos

    a sin + b cos

    sin

    a sin + b cos

    IIIcos

    a sin b cos sin

    a sin b cos

    IVcos

    b sin a cos

    sin

    b sin a cos

    V cos

    b sin + a cos

    sin b sin + a cos

    V I cos

    a sin + b cos

    sin a sin + b cos

    V II cos

    a sin b cos sin

    a sin b cos

    V I I I cos

    b sin a cos sin

    b sin a cos Bu tabloyu da mutlak deger kullanarak su sekilde ksaltabiliriz.

    cosg =

    8>>>>>>>>>:

    cos

    a jcos j + b jsin j ; jtan j 1

    cos

    b jcos j + a jsin j ; jtan j 1

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    74/94

    63

    ve

    sing =

    8>>>>>>>>>:

    sin

    a jcos j + b jsin j ; jtan j 1

    sin

    b jcos j + a jsin j;

    jtan

    j 1:

    Genellestirilmis mutlak deger sins ve genellestirilmis mutlak deger kosins fonksiyon-

    larnn grakleri a = 2 ve b = 1 durumu iin Sekil 5.1.2 ve Sekil 5.1.3 de verilmistir.

    Sekil 5.1.2 a=2, b=1 iken Genellestirilmis mutlak deger sins fonksiyonu

    Sekil 5.1.3 a=2,b=1 iken Genellestirilmis mutlak deger kosins fonksiyonu

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    75/94

    64

    5.2 Genellestirilmis Mutlak Deger Trigonometrik Fonksiyonlarn zellikleri

    Trigonometrik fonksiyonlar a lsne bagl olarak tanmladgmzdan, tmler alar-

    daki zellikler genellestirilmis mutlak deger trigonometrik fonksiyonlarnda da geerlidir.

    Yani,

    cosg(

    2 ) = sing ve sing(

    2 ) = cosg

    Ayrca

    tan(x) = tan x

    zelliginden yararlanarak

    cosg(x) = cosg x ve sing(x) = sing x

    oldugu kolaylkla grlebilir.

    I.Durum:

    y VIII. blge as olarak alrsak, I. blge asdr.

    cosg(

    ) =

    cos()

    b sin() a cos()=

    cos

    b sin a cos = cosg

    sing() = sin()b sin() a cos() =

    sin

    sin a cos = sing

    II.Durum:

    y VII. blge as olarak alrsak bu taktirde, II.blge asdr.

    cosg() = cos()a sin() b cos() =

    cos a sin b cos = cosg

    sing(

    ) = sin()

    a sin() b cos()=

    sin

    a sin b cos =

    sing

    III.Durum:

    y VI.blge as olarak alrsak, nn III. blge as oldugunu grrz.

    cosg() = cos()a sin() + b cos() =

    cos a sin + b cos = cosg

    sing() = sin()a sin() + b cos() =

    sin

    a sin + b cos = sing

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    76/94

    65

    VI.Durum:

    y V.blge as olarak alrsak, IV.blge asdr.

    cosg() = cos()b sin() + a cos() = cos b sin + a cos = cosg

    sing() = sin()b sin() + a cos() =

    sin

    b sin + a cos = sing

    Bylece her blge iin cosg() = cosg , sing() = sing oldugunu gstermisolduk.

    klidyen geometrideki iyi bilinen Pisagor zdesligi, Genellestirilmis mutlak deger d-

    zleminde (cosg x; sing x) birim ember zerinde bir nokta oldugundan

    a max fjcosg xj ; jsing xjg + b min fjcosg xj ; jsing xjg = 1: (5.2.1)

    biimindedir.

    Pisagor zdesliginin, her iki tarafn jcosg xj e blersek sekant zdesligi

    a max f1; jtangxjg + b min f1; jtangxjg = jsecgxj (5.2.2)

    ve jsing xj e blersek de

    a max f1; jcotgxjg + b min f1; jcotgxjg = jcosectgxj (5.2.3)

    kosekant zdesligi elde edilir.

    5.2.1 Genellestirilmis mutlak deger fonksiyonlarnn indirgeme formlleri

    klidyen dzlem trigonometride her asnn trigonometrik fonksiyonlar I. blgede

    karslk gelen ann trigonometrik fonksiyonlar ile ifade edilebiliyordu. Genellestirilmis

    mutlak deger dzleminin birim emberinin i: blgesindeki i asna karslk I. ve II. bl-

    gelerde iliskili olan a 0i ile gsterilirse i ve 0

    i arasndaki iliski,

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    77/94

    66

    Blge i 0

    i

    I 1 0

    1= 1

    II 2 0

    2= 2

    III 3 03 = 3IV 4

    0

    4= 4

    V 5 0

    5= + 5

    VI 6 0

    6= + 6

    VII 7 0

    7= 2 7

    VIII 8 0

    8= 2 8

    biiminde verilir. Genellestirilmis mutlak deger trigonometrik fonksiyonlar iin i ve 0

    i

    arasndaki iliski asagdaki gibi elde edilir.

    cosg 3 =cos( 3)

    a sin( 3) b cos( 3) = cos 0

    3

    a sin 03

    + b cos 03

    = cosg 03

    sing 3 =sin( 3)

    a sin( 3) b cos( 3) =sin 0

    3

    a sin 03

    + b cos 03

    = sing 0

    3

    cosg 4 =cos( 4)

    b sin( 4) a cos( 4) = cos 0

    4

    b sin 04

    + cos 04

    = cosg 04

    sing 4 = sin( 4)

    a sin(

    4) + b cos(

    4)

    = sin 0

    4

    a sin 04

    b cos 0

    4

    = sing 0

    4

    cosg 5 cos( + 5)

    b sin( + 5) + a cos( + 5)= cos

    0

    5

    b sin 05 a cos 0

    5

    = cosg 05

    sing 5 = sin( + 5)

    b sin( + 5) + a cos( + 5)=

    +sin 05

    b sin 05 a cos 5 = sing

    0

    5

    cosg 6 = cos( + 6)

    a sin( + 6) + b cos( + 6)=

    cos 06

    a sin 06 b cos 0

    6

    = cosg 06

    sing 6 = sin( + 6)

    a sin( + 6) + b cos( + 6)=

    sin 06

    a sin 06 b cos 0

    6

    = sing 06

    cosg 7 = cos(2 7)

    a sin(2 7) b cos(2 7) = cos 0

    7

    a sin 07 b cos 0

    7

    = cosg 0

    7

    sing 7 = sin(2 7

    )a sin(2 7) b cos(2 7) = sin 0

    7a sin 07 b cos 0

    7

    = sing 07

    cosg 8 = cos(2 8)

    b sin(2 8) a cos(2 8) = cos 0

    8

    b sin 08 a cos 0

    8

    = cosg 0

    8

    sing 8 = sin(2 8)

    b sin(2 8) a cos(2 8) =sin 0

    8

    b sin 08 a cos 0

    8

    = sing 08Artk sing i ve cosg i nin degerlerini hesaplamak iin I. ve II. blgedeki sing

    0

    i ve

    cosg 0

    i degerlerini bilmemiz yeterli olacaktr.

  • 8/3/2019 Baz klidyen Olmayan Dzlemlerde Trigonometrik Fonksiyonlarn ncelenmesi

    78/94

    67

    5.2.2 Genellestirilmis mutlak deger fonksiyonlarnn toplam-fark formlleri

    Genellestirilmis mutlak deger dzleminde trigonometrik fonksiyonlar iin toplam fark

    formlleri yine tanjant fonksiyonundan yararlanarak elde edilebilir.

    tan(u v) =

    tan u tan v1 tan u: tan v

    dan

    sing(u v)cosg(u v) =

    sing u

    cosg u sing v

    cosg v

    1 sing ucosg u

    :sing v

    cosg vve

    sing(u v)cosg(u v) =

    sing u: cosg v sing v: cosg ucosg u: cosg v sing u: sing v

    dir. Esitligin her iki tarafndan pay ve paydalar esitlenirse,

    sing(u v) = sing u: cosg v sing v: cosg u (5.2.4)

    ve