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TRIGONOMETRÍA P R O G R A M A A C A D É M I C O V I R T U A L Ciclo Anual Cesar Vallejo Docente: Rodolfo José Condori RAZONES TRIGONOMÉTRICAS DE UN ÁNGULO AGUDO C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A INTRODUCCIÓN Las razones trigonométricas son útiles para el cálculo de distancias , en carreras como Ing. Civil , Ing. Minas ,Ing. Ambiental. Es común en ellas utilizar conocimientos de calculo de distancias con precisión sobre terrenos o construcciones . Para dichos cálculos se necesita conocer medidas angulares que se obtienen con un instrumento llamado Teodolito. El teodolito es un instrumento de medición mecánico-óptico universal que sirve para medir ángulos verticales y horizontales, ámbito en el cual tiene una precisión elevada. Con otras herramientas auxiliares puede medir distancias y desniveles. θ α C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A Razones trigonométricas de un ángulo agudo Razón Trigonométrica Es el cociente que se obtiene al dividir las longitudes de dos lados de un triángulo rectángulo con respecto a un ángulo agudo. a c b θ Teorema de Pitágoras 𝑐2= 𝑎2+ 𝑏2 sen 𝜃 = 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑎 𝜃 ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 = 𝑎 𝑐 cos 𝜃 = 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎 𝜃 ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 = 𝑏 𝑐 tan 𝜃 = 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑎 𝜃 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎 𝜃 = 𝑎 𝑏 Se cumple: cot 𝜃 = 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎 𝜃 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑎 𝜃 = 𝑏 𝑎 sec 𝜃= ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎 𝜃 = 𝑐 𝑏 csc 𝜃 = ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑎 𝜃 = 𝑐 𝑎 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A Ejemplo C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A Ф L 15 17 Teorema de Pitágoras 172= 152+ 𝐿2 172 − 152= 𝐿2 64= 𝐿2 8= 𝐿 Hallamos las razones trigonométricas para el ángulo Ф senФ= 8 17 cosФ= 15 17 tanФ= 8 15 cotФ= 15 8 secФ= 17 15 cscФ= 17 8 Se observa que existe una relación reciproca entre las razones trigonométricas señaladas , por ejemplo senФ cscФ=1 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A Aplicación 1 En el gráfico se observa a un ingeniero Civil que debe calcular la distancia d , sabiendo que el ángulo medido con el teodolito es de 13° y los valores de sus razones trigonométricas los tenemos en la siguiente tabla . sen13𝑜 0.22 cos13𝑜 0.97 cot13𝑜 4.33 TEODOLITO 13𝑂 d Resolvemos la siguiente ecuación cot13𝑜 = 𝑑 80𝑐𝑚 d=346.4cm 4.33 = 𝑑 80𝑐𝑚 A)33.5cm B)346.4cm C)33 cm D)33.8cm E)35cm Resolución Según los datos que tenemos en el gráfico y de la tabla decidimos usar la razón cotangente 80cm Clave B C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A Aplicación 2 En el gráfico , halle el valor de H= tanθ+ cotθ a b 3 𝑎𝑏 θ A) 9 B) 7 C) 5 D) 3 E)1 Resolución Nos pide H= tanθ+ cotθ Reemplazamos del gráfico de tanθ y cotθ H= 𝑏 𝑎 + 𝑎 𝑏 H= 𝑏2 +𝑎2 𝑎𝑏 Aplicamos el teorema de Pitágoras (3 𝑎𝑏)2= 𝑎2+ 𝑏2 9ab= 𝑎2+ 𝑏2 9ab= 𝑎2 + 𝑏2 ab abab 9= 𝑎 𝑏 + 𝑏 𝑎 9 = cotθ+ tanθ Clave A H=9 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A Aplicación 3 Del gráfico halle la tan 𝜃 2 a b c θ A) 𝑎 𝑏−𝑐 B) 𝑎 𝑎−𝑏 C) 𝑎 𝑎+𝑏 D) 𝑎 𝑏−𝑐 E) 𝑎 𝑐+𝑏 Resolución θ a b c c 𝜃 2 𝜃 2 Prolongamos una longitud c igual a la hipotenusa Del gráfico tan 𝜃 2 = 𝑎 𝑐+𝑏 CLAVE E C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A TRIANGULOS RECTANGULOS NOTABLES Existen varios triángulos rectángulos notables clasificados como exactos y aproximados C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A TRIÁNGULO RECTÁNGULO NOTABLE DE 45° 450 450 450 450 a 450 aa a a a 2 Ejemplos 3 3 3 2 4 2 2 2 2 Veamos todas sus razones trigonométricas 𝟒𝟓𝒐 sen 2 2 cos 2 2 tan 1 cot 1 sec 2 csc 2 C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A 450 450 450 450 sen45𝑜 = 1 2 Del gráfico sen45𝑜 = 𝑎 𝑎 2 sen45𝑜 = 2 2 2 2 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A TRIÁNGULO RECTÁNGULO NOTABLE DE 30 °y 60° 60𝑂60𝑂 60𝑂 2a 2a aa 60𝑂 30𝑂 a 2a a 3 Ejemplos 60𝑂 2 3 2 4 30 𝑂 60𝑂 2 32 3 3 30𝑂 4 3 6 Veamos sus razones trigonométricas 𝟑𝟎𝒐 𝟔𝟎𝒐 sen 1 2 3 2 cos 3 2 1 2 tan 3 3 3 cot 3 3 3 sec 2 3 3 2 csc 2 2 3 3 sen30𝑜 = 𝑎 2𝑎 sen30°= 1 2 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A TRIÁNGULO RECTÁNGULO NOTABLE APROXIMADO DE 37 °y 53° 370 530 Ejemplos 370 530 370530 Veamos sus razones trigonométricas 𝟑𝟕𝒐 𝟓𝟑𝒐 sen 3 5 4 5 cos 4 5 3 5 tan 3 4 4 3 cot 4 3 3 4 sec 5 4 5 3 csc 5 3 5 4 5K 3K 4K 10 6 8 12 15 9 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A En el gráfico , calcule la altura de la torre h 10m Aplicación 1 A) 91.2m B) 27.3m C) 27.8m D)32.3m E)10m Resolución 10m10m 10m 10 3 m Entonces h= 10m+10 3m h= 10m+10(1.73)m h= 27.3m Clave B C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A P R O G R A M A A C A D É M I C O V I R T U A L PROPIEDADES C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A ❑ Razones trigonométricas reciprocas Sean θ y α ángulos agudos sen θ Cscα = 1 ↔ θ=α tan θ Cotα = 1 ↔ θ=α cos θ Secα = 1 ↔ θ=α θ c a b Del gráfico: sen θ= 𝑐 𝑎 ᴧ cscθ = 𝑎 𝑐 Si multiplicamos ambas razones sen θ cscθ =( 𝑐 𝑎 )( 𝑎 𝑐 ) sen θ cscθ =1 Análogamente para las demás razones trigonométricas se cumple Ejemplos ❖ sen25𝑜csc 25𝑜=1 ❖ tan89𝑜cot 89𝑜=1 ❖ cos46𝑜sec 46𝑜=1 ❖ sen2Фcsc 62𝑜=1 → ❖ tan40𝑜cot (10𝑜+β)=1 → Ф= 31𝑜 β= 30𝑜 ❖ Cos(50𝑜 −x)sec10𝑜=1 → X=40𝑜 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A θ α c a b Razones trigonométricas de ángulos complementarios sen θ=cosα ↔ θ+α=90𝑜 tan θ =Cotα ↔ θ+α= 90𝑜 sec θ= cscα ↔ θ+α= 90𝑜 Del gráfico: sen θ= 𝑎 𝑐 ᴧ cosα = 𝑎 𝑐 Igualando se verifica que sen θ= cosα Análogamente con las demás razones trigonométricas se cumple Ejemplos ❖ sen35𝑜 =cos 55𝑜 ❖ tan72𝑜 =cot 18𝑜 ❖ sec42𝑜 =csc 48𝑜 ❖ Tan(10𝑜+2x)=cot(55𝑜- x) 10𝑜 + 2𝑥 + 55𝑜 - x = 90𝑜 ❖ sen2β=cos3β → 2β+3β=90𝑜 𝑥 = 25𝑜 β= 18𝑜 5β= 90𝑜 C U R S O D E T R I G O N O M E T R Í A C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A Gracias
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