Rahasia Sudut Berpasangan dalam Trigonometri
Jebakan Sudut 'Aneh'
Pernah nggak sih kamu lagi ngerjain soal trigonometri, eh tiba-tiba dikasih sudut yang angkanya nggak masuk akal buat dihafal? Misalnya di soal ini ada sudut $81^\circ$, $9^\circ$, $48^\circ$, dan $42^\circ$.
Respon pertama yang wajar adalah: "Hah, masa harus hitung nilainya satu-satu pakai kalkulator?" Tenang, pembuat soal nggak sejahat itu kok. Sudut-sudut ini bukan dipilih sembarangan.
Coba deh iseng kamu jumlahkan sudut-sudut tersebut. Lihat pola ini:
$81^\circ + 9^\circ = 90^\circ$
$48^\circ + 42^\circ = 90^\circ$
Kalau kamu menemukan pasangan sudut yang jumlahnya $90^\circ$, selamat! Kamu bisa pakai jalan pintas tanpa perlu tahu nilai persis dari sudut tersebut. Kok bisa begitu? Kita akan bedah alasannya di halaman sebelah.
Jika kamu menemukan soal dengan sudut 75° dan sudut tersebut bukan sudut istimewa, berapakah besar sudut lain yang kemungkinan besar akan muncul sebagai 'pasangannya' di soal yang sama?
- A. 15°
- B. 45°
- C. 60°
- D. 165°
Jawaban: A. 15°
Biasanya sudut non-istimewa dirancang untuk saling berkomplemen (berjumlah 90°). Jadi, 90° - 75° = 15°.
Sudut non-istimewa dalam soal trigonometri biasanya dirancang berpasangan dengan jumlah 90 derajat.
Sisa Ruang di Segitiga
Kenapa sih angka $90^\circ$ itu spesial banget di trigonometri? Jawabannya ada pada bangun dasar trigonometri itu sendiri: segitiga siku-siku.
Coba bayangkan sebuah segitiga siku-siku. Kita tahu fakta mutlak bahwa total sudut dalam segitiga mana pun pasti $180^\circ$.
Nah, karena ini segitiga siku-siku, satu sudutnya udah pasti 'dikunci' sebesar $90^\circ$. Terus, jatah buat dua sudut sisanya (sudut-sudut lancip) tinggal berapa? Jatahnya adalah $180^\circ - 90^\circ = 90^\circ$.
Artinya, kalau kita taruh sudut $9^\circ$ di pojok bawah, maka pojok atasnya secara otomatis dan matematis pasti bernilai $81^\circ$. Nggak mungkin meleset. Hubungan yang tak terpisahkan di dalam satu segitiga inilah yang bikin kita bisa mengotak-atik rumus sinus dan cosinus!
Tentukan Benar atau Salah pernyataan tentang sudut pada segitiga siku-siku ini:
- Sudut 48° dan 42° bisa berada dalam satu segitiga siku-siku yang sama. — Benar
- Sudut 60° dan 45° bisa berada dalam satu segitiga siku-siku yang sama. — Salah
- Jika satu sudut lancip besarnya $x$, maka sudut lancip pasangannya pasti berukuran $90^\circ - x$. — Benar
Total 2 sudut lancip di segitiga siku-siku pasti 90°. (1) 48+42=90 (Benar). (2) 60+45=105 (Salah, kelebihan). (3) Total sudut pasti 180° = 90° + x + (90°-x).
Dua sudut lancip pada segitiga siku-siku selalu berkomplemen (berjumlah 90 derajat).
Ganti 'Kamera', Beda Nama
Sekarang kita tahu $9^\circ$ dan $81^\circ$ itu tetanggaan di satu segitiga siku-siku. Mari kita lihat apa yang terjadi sama nilai trigonometrinya kalau kita pindah sudut pandang (ibaratnya, mindahin kamera).
Ingat lagi definisi dasar:
$\sin = \frac{\text{Depan}}{\text{Miring}}$
$\cos = \frac{\text{Samping}}{\text{Miring}}$
Coba sorot kamera dari sudut $9^\circ$. Nilai $\sin(9^\circ)$ adalah Sisi Depan $9^\circ$ dibagi Sisi Miring. Sekarang, pindahkan kameramu ke sudut pasangannya, yaitu $81^\circ$. Sisi yang tadinya letaknya 'di depan' sudut $9^\circ$, sekarang posisinya ada 'di samping' sudut $81^\circ$!
Karena sisi yang dipakai buat menghitung $\sin(9^\circ)$ itu persis sama fisiknya dengan sisi yang dipakai menghitung $\cos(81^\circ)$, maka rasionya sudah pasti sama! Secara umum, aturannya begini: $\sin(\theta) = \cos(90^\circ - \theta)$.
Dengan menggunakan logika perpindahan sudut pandang (kamera) di atas, manakah ekspresi yang nilainya sama persis dengan $\sin(20^\circ)$?
- A. $\sin(20^\circ)$
- B. $\cos(20^\circ)$
- C. $\cos(70^\circ)$
- D. $\tan(70^\circ)$
Jawaban: C. $\cos(70^\circ)$
Karena 20° dan 70° berkomplemen (berjumlah 90°), maka sisi depan 20° adalah sisi samping 70°. Jadi, $\sin(20^\circ) = \cos(70^\circ)$.
Nilai sinus sebuah sudut sama dengan nilai cosinus dari sudut komplemennya karena pertukaran peran sisi depan dan samping.