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Universidad Nacional de Salta Matemática I - Año 2021 Facultad de Ciencias Naturales Agronomía - Recursos Naturales V. V. Álvarez Trabajo Práctico 5 Tema: Razones trigonométricas. Teoremas del seno y coseno. Funciones trigonométricas. Duración: 3 clases Actividad 1: Aplique razones trigonométricas de los ángulos agudos a cada uno de los triángulos para obtener los lados y ángulos faltantes. Luego, calcule para cada una de ellas el perímetro y el área. Actividad 2: Calcule las razones trigonométricas del ángulo 𝛼𝛼 para cada uno de las figuras Actividad 3: Resuelva los siguientes problemas aplicando conceptos trigonométricos y analice la valides de los resultados: a) Un agrimensor, para determinar la distancia entre dos puntos 𝑃𝑃 y 𝑄𝑄 uno en cada orilla de un lago, directamente opuestos uno del otro. En la orilla donde esta 𝑃𝑃 selecciona otro punto 𝑅𝑅 a 50 m de 𝑃𝑃, de manera que el segmento rectilíneo 𝑃𝑃𝑅𝑅���� sea perpendicular al segmento 𝑃𝑃𝑄𝑄����. El ángulo formado por los lados 𝑃𝑃𝑅𝑅���� y 𝑅𝑅𝑄𝑄���� mide 78.24°. ¿Cuál es la distancia entre los puntos P y Q a través del lago? TP5 V. V. Álvarez b) Un estudiante de agronomía observó que, al mediodía, el sol se ubica perpendicularmente sobre nosotros, motivo por el cual la sombra que generamos es tan pequeña que la tapamos con nuestros pies. Pero pocos minutos después, a cierta hora, el ángulo formado de la sombra con respecto a la Tierra es de 80°. En ese momento un árbol del parque tiene una sombra que mide exactamente 94 cm de largo. i) ¿Cuál es la altura del árbol? ii) ¿A qué distancia se encuentra el fin de su sombra con la cima del árbol? c) Una cerca de 2 metros de alto está a 3 metros del costado de una tolva para almacenamiento de granos. Un elevador de granos debe llegar del suelo fuera de la cerca hasta la abertura superior de la tolva (ver figura) que se encuentra a 8,20 metros de altura. i) ¿Cuál es la amplitud del ángulo de elevación 𝜃𝜃? ii) ¿Cuánto mide el elevador? iii) ¿A qué distancia de la cerca se ubica la base del elevador? d) En un punto P el ángulo de elevación de la cima de una colina es 36.3°. En un punto Q en la misma recta horizontal formada por P y el pie de la colina, y que está a 60 metros de P, el ángulo de elevación es 24.5°. Calcular la altura de la colina Actividad 4: Determine a qué cuadrante pertenece cada uno de los siguientes ángulos a partir de la información dada a) 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜃𝜃 < 0 𝑦𝑦 𝑡𝑡𝑡𝑡 𝜃𝜃 < 0 b) 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑡𝑡𝑡𝑡 𝜃𝜃 < 0 y 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑐𝑐 𝜃𝜃 > 0 c) 𝑡𝑡𝑡𝑡 𝜃𝜃 > 0 y 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑠𝑠𝑠𝑠𝑐𝑐 𝜃𝜃 < 0 d) 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜑𝜑 > 0 y 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑠𝑠 𝜑𝜑 < 0 Actividad 5: Utilizando la identidad trigonométrica fundamental y otras, determine el valor de las demás funciones trigonométricas: a) 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜃𝜃 = −1 3 con 𝜃𝜃 ∈ 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 cuadrante. b) 𝑡𝑡𝑡𝑡 𝜃𝜃 = −1 y 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜃𝜃 > 0 c) 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑡𝑡𝑡𝑡 𝜃𝜃 = −5 12 y 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑠𝑠𝑠𝑠𝑐𝑐 𝜃𝜃 < 0 d) sen𝜑𝜑 = 5 13 y cos𝜑𝜑 > 0 Actividad 6: Aplique el teorema del seno o coseno, según corresponda, para determinar en cada uno de los triángulos la amplitud de los ángulos y longitudes de sus lados restantes. TP5 V. V. Álvarez Actividad 7: Resuelva los siguientes problemas aplicando los teoremas del seno y/o del coseno según corresponda: a) En un terreno plano se encuentran dos puntos P y Q en los lados opuestos de una colina que debe ser atravesada por una tubería. Para calcular la longitud que tendrá la tubería, un topógrafo escoge un punto R a 30 m de P y a 40 m de Q y desde allí observa que el ángulo formado por los segmentos RP y RQ mide 38°. Calcule la longitud del túnel. b) Un árbol es observado desde dos puntos opuestos separados 250 metros con ángulos de elevación de 30° y 25°. ¿Cuál es la altura del árbol y a qué distancia está de la cúspide de cada punto de observación? c) Un labrador quiere comprar un terreno con forma triangular. Se le ofrecen dos terrenos colindantes: el terreno A y el terreno B. La longitud de las tres vallas que delimitan el terreno A son 180 m, 240 m, 28 m y las del terreno B son 190 m, 200 m, 300 m. ¿Qué terreno debe comprar el labrador si desea el de mayor área? d) Un hombre a 100 m de la base de un risco suspendido, mide un ángulo de elevación de 28° desde ese punto hasta la punta del risco. Si el risco forma un ángulo de 65° con el suelo, determinar la altura h del risco e) Se desea cercar una parcela triangular cuyos vértices son 𝑅𝑅, 𝑆𝑆 y 𝑇𝑇 pero al empezar el trabajo se descubre que la marca del agrimensor en 𝑆𝑆 desapareció. El título de la propiedad indica que la distancia de 𝑇𝑇 a 𝑅𝑅 es 324 m, la distancia de 𝑇𝑇 a 𝑆𝑆 es 506 m, y el ángulo en 𝑅𝑅 es 125°4´. TP5 V. V. Álvarez i) Determine la posición de 𝑆𝑆 obteniendo la distancia de 𝑅𝑅 a 𝑆𝑆. ii) Obtenga el área del terreno. Actividad 8: Considerando como funciones de referencia 𝑓𝑓(𝑥𝑥) = 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑥𝑥 y 𝑡𝑡(𝑥𝑥) = 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑠𝑠𝑥𝑥 . Complete la tabla analizando el valor de los parámetros que pueden intervenir en expresiones tales como: 𝑓𝑓(𝑥𝑥) = 𝐴𝐴 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠(𝑏𝑏𝑥𝑥 + 𝑐𝑐) + 𝐷𝐷 y 𝑡𝑡(𝑥𝑥) = 𝐴𝐴 cos(𝑏𝑏𝑥𝑥 + 𝑐𝑐) + 𝐷𝐷, 𝐴𝐴 ≠ 0 ; 𝑏𝑏 > 0; 𝑐𝑐 ∈ 𝑅𝑅 y 𝐷𝐷 ∈ 𝑅𝑅. Función Domino Valor mínimo Valor máximo Imagen Amplitud Pulsación Periodo Ang. de fase 𝑓𝑓1(𝑥𝑥) = 2 sen(x) − 3 𝑓𝑓2(𝑥𝑥) = −𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 �𝑥𝑥 − 𝜋𝜋 4 � 𝑓𝑓3(𝑥𝑥) = 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 �𝑥𝑥 + 𝜋𝜋 4 � − 2 𝑡𝑡1(𝑥𝑥) = −3cos � 1 2 𝑥𝑥� 𝑡𝑡2(𝑥𝑥) = 2cos (4𝑥𝑥 + 𝜋𝜋 2 ) 𝑡𝑡3(𝑥𝑥) = cos �3𝑥𝑥 + 𝜋𝜋 3 � − 3 Utilizando GeoGebra, realice el gráfico correspondiente a cada una de las funciones y responda las siguientes preguntas. Sugerencia: primero grafique la función de referencia para analizar cada caso. a) ¿Qué produjo el valor del parámetro correspondiente a la amplitud en la gráfica de referencia? ¿Por qué? b) ¿La pulsación, qué efecto causa en la gráfica de referencia? c) ¿Existen traslaciones de algunas de las gráficas? ¿Cuáles? Actividad 9: Un ingeniero agrónomo trabaja en una compañía que se encarga de gestionar la venta de la producción animal y vegetal de un campo, la cual empieza su año fiscal el 1 de julio 2018. La utilidad de la venta de dichas producciones durante tres años está dada aproximadamente por la función: 𝑦𝑦(𝑥𝑥) = 20 �1 − cos 1 6 𝜋𝜋 𝑥𝑥� + 2 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑠𝑠 0 ≤ 𝑥𝑥 ≤ 36, donde 𝑦𝑦(𝑥𝑥) es la utilidad mensual en millones, 𝑥𝑥 meses después del 1 de julio de 2018. I. Calcule el periodo de 𝑦𝑦(𝑥𝑥) II. Determine la utilidad mensual al 1 de octubre de 2018, al 1 de enero del 2019, al 1 de abril de 2020 y al 1 de mayo de 2021 Actividades adicionales Actividad 1: Resuelva los siguientes problemas aplicando conceptos trigonométricos y analice la validez de los resultados a) Maximiliano está remontando su barrilete. El largo del hilo desenredado es de 15,9m. El barrilete está justo encima de su hermana, que está a 8,4m de distancias de Maximiliano calcular la altura a la que está en ese momento el barrilete del piso. Maximiliano y su hermana miden los dos 1,5 m. b) Un pintor coloca una escalera de una sola parte para pintar la parte más alta del frente de su edificio. El largo de la escalera es de 4 m. Si coloca la escalera con un ángulo de 75° respecto del piso ¿Cuál será la altura a la que llega la punta de la escalera? TP5 V. V. Álvarez c) En un rectángulo ABCD, la diagonal BD mide 10 cm. Si el ángulo CBD es igual a 40° ¿Cuál es el perímetro del rectángulo? ¿Cuál es el área del rectángulo? d) Una lancha navega hacia el norte con una velocidad de 40 km/h en un río cuya corriente se dirige hacia eleste con velocidad de 30 km/h. Un observador de tierra firme desea saber cuál es la velocidad resultante 𝑉𝑉𝑟𝑟 de la lancha y la dirección en que se mueve. ¿Cuáles son los resultados que obtuvo el observador? ¿Tendrá los elementos necesarios para resolverlo? e) Una persona de 1,80 m de estatura desea medir la altura ℎ de un árbol sabiendo que, desde una distancia de 10 metros de la base del árbol, el extremo superior del mismo se observa bajo un ángulo de elevación de 60°. i) ¿Cuánto mide el árbol? ii) Si la copa mide las dos terceras partes de la altura ¿Cuánto mide el tronco del árbol? Actividad 2: Obtenga el área del paralelogramo Actividad 3: Resuelva los siguientes problemas a) Una torre de 135 pies de altura está situada en la orilla de un lago. Desde la punta de la torre, el ángulo de depresión de un objeto en la orilla opuesta del lago es de 36.3°. ¿Cuál es la anchura del lago? b) El punto T está en la cumbre de un monte. Desde un punto P del suelo, el ángulo de elevación de T es 16.3°. Desde el punto Q en la misma horizontal con P y el pie de la montaña, el angulo de elevación de T es 28.7° ¿Cuál es la altura de la prominencia de la cumbre si la distancia entre P y Q es 125 m? Actividad 4: Para cada función realiza un análisis completo (Dominio, Valor máximo y mínimo, Imagen, Amplitud, Periodo, Pulsación, Angulo de fase, grafica) 𝑎𝑎) 𝑓𝑓(𝑥𝑥) = 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠(𝑥𝑥 − 𝜋𝜋 3 ) 𝑏𝑏) 𝑡𝑡(𝑥𝑥) = 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 �2𝑥𝑥 − 𝜋𝜋 3 � + 2 𝑐𝑐) ℎ(𝑥𝑥) = cos (2𝑥𝑥 + 𝜋𝜋 2 ) 𝑑𝑑) 𝑗𝑗(𝑥𝑥) = cos (2𝑥𝑥 + 𝜋𝜋 2 )
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