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Introducción a la trigonometría II - Contenido educativo
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Vamos a explicar la segunda parte del tema, relaciones trigonométricas fundamentales.
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Las razones trigonométricas de un ángulo están relacionadas entre sí, es decir, que a partir de una de ellas podemos calcular las otras dos, sin hallar previamente el ángulo.
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Esto es interesante porque hay veces que no disponemos de la calculadora para realizar los ejercicios, entonces lo podemos realizar de esta forma.
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Vamos a ver simplemente dos de estas relaciones
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Que son la primera
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Tangente de alfa es igual a seno de alfa partido por coseno de alfa
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Vamos a ver de dónde sale esta relación
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El seno de alfa partido por coseno de alfa
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Seno de alfa es coseno opuesto partido por hipotenusa
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Y el coseno de alfa es cateto cognitivo partido por hipotenusa
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Si hacemos esta división multiplicando en cruz
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Coseno de alfa partido por hipotenusa lo ponemos arriba
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hipotenusa por cateto opuesto lo ponemos abajo y la hipotenusa con la hipotenusa se va y nos queda coseno opuesto
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partido por coseno contiguo igual a tangente de alfa.
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La segunda es la más importante de toda la trigonometría, de hecho recibe el nombre de fórmula fundamental de la trigonometría
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y lo que nos dice es que seno cuadrado de alfa más coseno cuadrado de alfa es igual a 1
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Sea cual sea el ángulo, siempre el seno cuadrado más el coseno cuadrado es 1.
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Vamos a ver la demostración.
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A ver, el seno cuadrado de alfa, el seno es cateto opuesto, partido por el cuadro de 1 es a,
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y el coseno es cateto contiguo, partido por el cuadro de 1 es a.
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Para elevar esto al cuadrado, nos queda el numerador al cuadrado y el denominador al cuadrado,
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igual que aquí, numerador al cuadrado, denominador al cuadrado.
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Como tienen el mismo denominador, sumamos los numeradores.
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cateto opuesto al cuadrado más cateto contiguo al cuadrado.
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Que, por el término de Pitágoras, sabemos que la suma de los cuadrados de los catetos es igual a la hipotenusa al cuadrado.
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Entonces, hipotenusa al cuadrado, hipotenusa al cuadrado es igual a 1.
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Por tanto, ya tenemos demostrado que seno cuadrado de alfa más coseno cuadrado de alfa es igual a 1.
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Pues estas son las relaciones trigonométricas fundamentales que vamos a utilizar en algunos ejercicios.
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como son los siguientes.
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Ejemplo 1, calcular sin hallar previamente el ángulo, el seno y la tangente del ángulo alfa
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sabiendo que el coseno de alfa es igual a 0,4.
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Para resolver el ejercicio nos vamos a ayudar de las relaciones que hemos visto.
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Como nos dan el coseno, vamos a utilizar en primer lugar la fórmula fundamental de la trigonometría,
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es decir, seno cuadrado de alfa más coseno cuadrado de alfa igual a 1.
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Sustituimos valores, es siempre lo primero que tenemos que hacer.
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Como el coseno es 0,4, pues ponemos 0,4 al cuadrado.
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Y empezamos a despojar la incógnita. En este caso nuestra incógnita es seno de alfa.
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Pues seno cuadrado de alfa es igual a 1 menos 0,4 al cuadrado.
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Y empezamos a hacer los cálculos.
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0,4 al cuadrado es de 0,16.
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1 menos 0,16 es de 0,84.
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Y ahora tenemos que quitar el cuadrado hallando la raíz cuadrada del contrario.
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Siempre que quitemos un cuadrado tenemos que poner más menos raíz cuadrada.
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Como estamos hablando de ángulos agudos nos quedamos con el positivo y por tanto el seno de alfa es 0,916.
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Ya tenemos el seno y el coseno, por tanto ya podemos usar la otra relación, tangente de alfa igual a seno de alfa partido por coseno de alfa.
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Sustituimos los valores y tenemos que tangente de alfa es igual a 0,916 entre 0,4 igual a 2,29.
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Y por tanto, la solución es que si el coseno vale 0,4, el seno vale 0,916 y la tangente 2,29.
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Pasamos al ejemplo 2.
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En este caso, tenemos que calcular, sin hallar previamente el ángulo, el coseno y la tangente del ángulo alfa,
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sabiendo que el seno de alfa es igual a 2 séptimos.
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En este caso nos dan el seno y nos lo dan en forma de fracción.
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Vamos a hacer un poquito diferente.
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Entonces, como nos dan el seno, utilizamos la fórmula fundamental de la trigonometría.
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Seno cuadrado alfa más coseno cuadrado alfa igual a 1.
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Sustituimos valores como antes.
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Dos séptimos al cuadrado más coseno cuadrado alfa igual a 1.
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Y despejamos la incógnita, que en este caso es coseno cuadrado alfa.
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Pasamos al otro lado.
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La diferencia con el ejercicio anterior es que aquí vamos a trabajar operando con fracciones.
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Entonces, 2 séptimos al cuadrado, 2 al cuadrado es 4, 7 al cuadrado es 49, tenemos 1 menos 4 por el partido de 49
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Hacemos esa cuenta y nos queda saber que coseno al cuadrado de alfa es 45 partido por 49
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Quitamos el cuadrado hallando la raíz como antes, más menos la raíz del cuadrado de 45 partido por 49
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Que nos quedamos con la positiva y nos queda coseno al cuadrado de alfa igual a raíz de 45 partido por 7
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Porque la raíz de 45 partido por 49 es lo mismo que raíz de 45 partido de raíz de 49.
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Como raíz de 45 no es exacta, lo dejamos como está.
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La raíz de 49 es 7.
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Ya tenemos los valores del seno y el coseno.
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Por tanto, usamos la otra.
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Tangente igual a seno partido por coseno.
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Sustituimos los valores y en este caso tenemos tangente de alfa igual a 2 séptimos entre raíz de 45 partido por 7, que es lo que vale el coseno.
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Multiplicamos, para dividir multiplicamos en cruz, 2 por 7 y 7 por raíz de 45, el 7 se enoja con el 7 y nos queda 2 raíz de 45.
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Recordamos que la raíz no puede estar en el denominador, por tanto tenemos que la radicalizar.
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Para ello multiplicamos arriba y abajo por raíz de 45 y nos queda la raíz de 45 pasaría arriba y abajo nos quedaría el 45 sin la raíz.
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Por tanto, la solución es que si el seno vale 2 séptimos, el coseno vale raíz de 45 partido por 7 y la tangente 2 raíz de 45 partido por 45.
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Vamos a hacer un tercer ejemplo.
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En este caso, ya hemos calculado cuando nos dan el coseno y el seno, vamos a calcular la tangente.
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En este caso es distinto porque no sabemos de ninguna fórmula, todavía no sabemos de ninguna fórmula que nos relacione la tangente con otra razón trigonométrica.
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Por tanto, vamos a tener que resolver un sistema no lineal con las dos relaciones fundamentales.
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Es decir, con tangente de alfa igual a seno de alfa al partido por coseno de alfa
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y con seno cuadrado de alfa más coseno cuadrado de alfa igual a 1.
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Sustituimos valores y tenemos el siguiente sistema.
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La tangente de alfa es 1,21, entonces 1,21 es igual a seno de alfa, coseno de alfa
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y seno cuadrado de alfa, coseno cuadrado de alfa igual a 1.
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Vamos a ver cómo está.
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entonces vamos a usar el método de sustitución
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es decir, despejamos en una ecuación y sustituimos en la otra
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vamos a despejar en la ecuación de arriba
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seno de alfa, que es la más fácil de despejar
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para que el coseno pase multiplicando
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y nos queda que el seno de alfa es igual a 1,21 por coseno de alfa
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sustituimos en la de abajo
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y nos queda 1,21 por coseno de alfa al cuadrado
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más coseno cuadrado de alfa es igual a 1
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Vamos a continuar quitando los cuadrados
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Entonces 1,21 al cuadrado es 1,4641
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Y coseno al cuadrado es coseno al cuadrado más coseno al cuadrado de alfa
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Sumamos los cosenos cuadrados
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Nos queda 1,4 al ciento más 1
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2,4641
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Coseno al cuadrado de alfa
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Ahora el coseno, lo despejamos el coseno
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El número que está multiplicando pasa dividiendo
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que nos sale 0,4058 aproximadamente, con esta aproximación ya nos saldría algo bastante que se ajusta a la realidad
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entonces tomando la raíz positiva como siempre coseno de alfa es igual a raíz de 0,4058 que es igual a 0,637
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Como ya tenemos cuánto vale el coseno, lo sustituimos en nuestra fórmula del principio, seno de alfa igual a 1,21 por coseno de alfa,
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y nos queda que seno de alfa es 1,21 por 0,637, que es 0,77, 0,77.
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Por tanto, nuestra solución es, si la tangente vale 1,21, el coseno vale 0,637 y el seno 0,77, 0,77.
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Espero que con estos ejemplos queden las cosas un poquito más claras
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- Autor/es:
- Rafael Oliver Fernández
- Subido por:
- Rafael O.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial
- Visualizaciones:
- 144
- Fecha:
- 31 de marzo de 2021 - 11:55
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES LAS AMÉRICAS
- Duración:
- 08′ 56″
- Relación de aspecto:
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