Uso de la calculadora
En una escuela de Salta quieren construir una rampa de 5 m de largo para que todos puedan entrar en silla de ruedas. La rampa tiene que salvar un desnivel de 0,6 m. ¿Qué ángulo forma con el piso? Nadie va a medirlo con un transportador gigante. Con un triángulo rectángulo y la calculadora se averigua en segundos, pero hay que saber usarla bien: un botón mal pulsado da un resultado con cara de correcto y completamente equivocado.
Seno, coseno y tangente de un ángulo agudo
Dibujá un triángulo rectángulo y marcá uno de sus ángulos agudos, $\alpha$. Respecto de ese ángulo, un cateto es el opuesto (el que está enfrente) y el otro es el adyacente (el que lo toca). El lado más largo es la hipotenusa.
¿Por qué dependen solo del ángulo? Si agrandás o achicás el triángulo, queda semejante al original y sus lados mantienen la proporción. El cociente entre dos lados es el mismo para todos los triángulos rectángulos con el mismo ángulo $\alpha$. Por eso la calculadora puede guardar esos cocientes para cada ángulo.
Salvo unos pocos ángulos especiales ($30^\circ$, $45^\circ$, $60^\circ$), esos valores no se calculan a mano. Se usa la calculadora científica.
Calcula, utilizando tu calculadora y redondeando a cuatro cifras decimales, el valor de las siguientes razones trigonométricas directas: $\sin 34^\circ$, $\cos 78^\circ$…
Calcula, utilizando tu calculadora y redondeando a cuatro cifras decimales, el valor de las siguientes razones trigonométricas directas: $\sin 34^\circ$, $\cos 78^\circ$ y $\tan 12^\circ$.
Calcula el valor numérico de la siguiente expresión trigonométrica, redondeando el resultado final a dos decimales:…
Calcula el valor numérico de la siguiente expresión trigonométrica, redondeando el resultado final a dos decimales:
$E = \frac{\sin 35^\circ + \cos 55^\circ}{\tan 40^\circ}$
Grados, minutos y segundos
Un ángulo no siempre viene en grados exactos. $37^\circ 42' 15''$ son $37$ grados, $42$ minutos y $15$ segundos, con $1^\circ = 60'$ y $1' = 60''$. Es el sistema sexagesimal que ya conocés. La calculadora tiene una tecla $\boxed{^\circ\,'\,''}$ para introducir estos valores y para convertir resultados.
Halla el valor de las siguientes razones trigonométricas, expresando el resultado con tres cifras decimales. Asegúrate de introducir correctamente los grados, minutos y…
Halla el valor de las siguientes razones trigonométricas, expresando el resultado con tres cifras decimales. Asegúrate de introducir correctamente los grados, minutos y segundos en tu calculadora: $\sin(45^\circ 12' 30'')$, $\cos(12^\circ 5')$ y $\tan(89^\circ 0' 10'')$.
Un topógrafo mide un ángulo de inclinación en una ladera de $14^\circ 25'$. Calcula la tangente de este ángulo con cuatro decimales para conocer el coeficiente de…
Un topógrafo mide un ángulo de inclinación en una ladera de $14^\circ 25'$. Calcula la tangente de este ángulo con cuatro decimales para conocer el coeficiente de pendiente del terreno.
Funciones inversas: del valor de la razón al ángulo
Ahora al revés: conocés el valor de $\operatorname{sen}\alpha$ y querés el ángulo $\alpha$. Se usa la función inversa, que se escribe $\operatorname{sen}^{-1}$ o $\operatorname{arcsen}$. En la calculadora se pulsa $\boxed{\text{SHIFT}}$ (o $\boxed{\text{2ndF}}$) y después $\boxed{\sin}$, que muestra $\sin^{-1}$. Con $\cos^{-1}$ y $\tan^{-1}$ pasa lo mismo.
Con las inversas se resuelve el problema de la rampa. Con la calculadora en modo DEG, el ángulo se obtiene así:
Utiliza la función inversa de la calculadora para encontrar el ángulo agudo $\alpha$, expresado en grados, minutos y segundos, sabiendo que $\sin \alpha = 0,456$.
Utiliza la función inversa de la calculadora para encontrar el ángulo agudo $\alpha$, expresado en grados, minutos y segundos, sabiendo que $\sin \alpha = 0,456$.
Determina el ángulo agudo $\beta$ en grados, minutos y segundos, si se conoce que su tangente es $\tan \beta = 2,15$.
Determina el ángulo agudo $\beta$ en grados, minutos y segundos, si se conoce que su tangente es $\tan \beta = 2,15$.
En una rampa de carga de un almacén, la longitud total de la rampa es de $15 \text{ m}$ y la altura vertical que salva es de $2,5 \text{ m}$. Calcula el ángulo de…
En una rampa de carga de un almacén, la longitud total de la rampa es de $15 \text{ m}$ y la altura vertical que salva es de $2,5 \text{ m}$. Calcula el ángulo de inclinación de la rampa con respecto a la horizontal, expresándolo en grados y minutos.
Hallar lados y ángulos de un triángulo rectángulo
Con las tres razones y sus inversas se resuelve casi cualquier triángulo rectángulo. Hay dos situaciones.
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Conocés un ángulo y un lado y buscás otro lado. Elegís la razón que relaciona los dos lados que intervienen y despejás.
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Conocés dos lados y buscás un ángulo. Armás la razón entre esos dos lados y aplicás la función inversa.
Ángulos de elevación y de depresión
Muchos problemas hablan de ángulos medidos respecto de la horizontal.
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El ángulo de elevación es el que forma la línea de la visual con la horizontal cuando mirás hacia arriba: por ejemplo, el del sol sobre el horizonte o el de tu mirada hacia la punta de una antena.
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El ángulo de depresión es el que forma la visual con la horizontal cuando mirás hacia abajo: por ejemplo, el de un piloto que mira una ciudad desde el avión.
Las dos visuales son la misma recta y la horizontal de arriba es paralela al suelo. Por eso el ángulo de depresión desde arriba es igual al ángulo de elevación desde abajo (son ángulos alternos internos entre paralelas). Eso permite trabajar siempre con el triángulo rectángulo que apoya en el suelo.
En un proyecto de arquitectura, un tejado tiene una pendiente del $28\%$. Sabiendo que el porcentaje de pendiente equivale a la tangente del ángulo de inclinación…
En un proyecto de arquitectura, un tejado tiene una pendiente del $28\%$. Sabiendo que el porcentaje de pendiente equivale a la tangente del ángulo de inclinación multiplicada por $100$, utiliza la calculadora para hallar dicho ángulo en grados, minutos y segundos.
Una antena de telefonía proyecta una sombra de $34,5 \text{ m}$ sobre el suelo horizontal cuando el sol se encuentra a un ángulo de elevación de $42^\circ 15'$. Calcula…
Una antena de telefonía proyecta una sombra de $34,5 \text{ m}$ sobre el suelo horizontal cuando el sol se encuentra a un ángulo de elevación de $42^\circ 15'$. Calcula la altura de la antena redondeando a un decimal.
Un avión vuela a una altitud constante de $10.500 \text{ m}$. El piloto observa dos ciudades alineadas en la misma dirección frente a él. La ciudad más cercana se ve con…
Un avión vuela a una altitud constante de $10.500 \text{ m}$. El piloto observa dos ciudades alineadas en la misma dirección frente a él. La ciudad más cercana se ve con un ángulo de depresión de $34^\circ 12'$ y la más lejana con un ángulo de depresión de $18^\circ 45'$. Calcula la distancia exacta entre las dos ciudades usando la calculadora, redondeando al metro más cercano.
Razones recíprocas: secante, cosecante y cotangente
La mayoría de las calculadoras científicas no tienen tecla para $\sec$, $\csc$ ni $\cot$. Se calcula primero $\cos$, $\sin$ o $\tan$ y después se invierte con la tecla $\boxed{x^{-1}}$ (o $\boxed{1/x}$).
Calcula, redondeando a tres decimales, el valor de las razones trigonométricas recíprocas $\sec 55^\circ$, $\csc 20^\circ$ y $\cot 70^\circ$. Recuerda utilizar las…
Calcula, redondeando a tres decimales, el valor de las razones trigonométricas recíprocas $\sec 55^\circ$, $\csc 20^\circ$ y $\cot 70^\circ$. Recuerda utilizar las relaciones fundamentales inversas en tu calculadora.
Sabiendo que $\sec \alpha = 1,8$ y que $\alpha$ es un ángulo agudo, utiliza la calculadora para hallar primero el valor de $\alpha$ en grados, minutos y segundos, y a…
Sabiendo que $\sec \alpha = 1,8$ y que $\alpha$ es un ángulo agudo, utiliza la calculadora para hallar primero el valor de $\alpha$ en grados, minutos y segundos, y a continuación calcula el valor de $\sin \alpha$ redondeado a tres decimales.
En un sistema mecánico de poleas, la tensión $T$ (en Newtons) de una correa de transmisión viene dada por la fórmula $T = 500 \cdot \csc(22^\circ 30')$. Calcula el valor…
En un sistema mecánico de poleas, la tensión $T$ (en Newtons) de una correa de transmisión viene dada por la fórmula $T = 500 \cdot \csc(22^\circ 30')$. Calcula el valor de la tensión $T$ redondeando a dos decimales, detallando qué operaciones equivalentes introduces en la calculadora para obtener la cosecante.
Grados o radianes: elegir bien el modo
Un ángulo también se puede medir en radianes. Una vuelta completa son $360^\circ$ o $2\pi$ radianes. La calculadora tiene un modo para cada unidad (DEG o RAD) y hay que cambiar de modo según cómo venga el ángulo.
Expresa en radianes los siguientes ángulos dados en grados sexagesimales, utilizando el valor de $\pi$ de tu calculadora y redondeando a tres cifras decimales:…
Expresa en radianes los siguientes ángulos dados en grados sexagesimales, utilizando el valor de $\pi$ de tu calculadora y redondeando a tres cifras decimales: $40^\circ$, $115^\circ$ y $250^\circ$.
Calcula el valor de $\sin(1,2)$ y $\cos(0,8)$ asumiendo que los ángulos están en radianes. Expresa el resultado con cuatro cifras decimales tras configurar correctamente…
Calcula el valor de $\sin(1,2)$ y $\cos(0,8)$ asumiendo que los ángulos están en radianes. Expresa el resultado con cuatro cifras decimales tras configurar correctamente el modo de tu calculadora.
Calcula el valor del ángulo agudo $\gamma$ en radianes (redondeando a tres decimales) si se cumple que su cotangente es $\cot \gamma = 0,65$.
Calcula el valor del ángulo agudo $\gamma$ en radianes (redondeando a tres decimales) si se cumple que su cotangente es $\cot \gamma = 0,65$.
Evalúa la siguiente expresión trigonométrica asumiendo que los ángulos están dados en radianes: $M = \sin(1,5) \cdot \cos(0,5) - \tan(0,8)$. Expresa el resultado final…
Evalúa la siguiente expresión trigonométrica asumiendo que los ángulos están dados en radianes:
$M = \sin(1,5) \cdot \cos(0,5) - \tan(0,8)$.
Expresa el resultado final redondeado a tres decimales.
La calculadora en fórmulas y ecuaciones
En Física, en construcción y en Tecnología aparecen fórmulas con razones trigonométricas. La calculadora se usa igual: reemplazás los datos, aplicás la razón o su inversa y redondeás al final. Si redondeás los pasos intermedios, el resultado puede correrse. Guardá los valores completos en memoria, o usá más decimales de los que te piden al final.
Por ejemplo, $\operatorname{sen}(\operatorname{arccos}0{,}6)$ se calcula con la calculadora y da $0{,}8$. Se puede justificar: si $\cos\alpha = 0{,}6$, entonces $\operatorname{sen}^2\alpha = 1 - 0{,}36 = 0{,}64$. Como $\alpha$ es agudo, $\operatorname{sen}\alpha = \sqrt{0{,}64} = 0{,}8$, un número exacto.
Ecuaciones con una razón trigonométrica
La calculadora devuelve un solo ángulo, el agudo. Pero entre $0^\circ$ y $360^\circ$ hay un segundo ángulo con el mismo seno: el que está a la misma distancia de $180^\circ$.
Error absoluto y relativo
Cuando reemplazás un valor exacto por una aproximación, el error absoluto es la diferencia $|\text{valor aproximado} - \text{valor exacto}|$. El error relativo es ese error dividido por el valor exacto, y se expresa en porcentaje si lo multiplicás por $100$.
Comprueba numéricamente la identidad fundamental $\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1$ para un ángulo $\alpha = 37^\circ 42' 15''$. Escribe los valores intermedios del…
Comprueba numéricamente la identidad fundamental $\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1$ para un ángulo $\alpha = 37^\circ 42' 15''$. Escribe los valores intermedios del seno y del coseno redondeados a cuatro decimales antes de elevarlos al cuadrado y sumarlos.
En un experimento de física óptica, un rayo de luz pasa del aire al agua. La ley de Snell establece que $n_1 \cdot \sin \theta_1 = n_2 \cdot \sin \theta_2$. Si el índice…
En un experimento de física óptica, un rayo de luz pasa del aire al agua. La ley de Snell establece que $n_1 \cdot \sin \theta_1 = n_2 \cdot \sin \theta_2$. Si el índice de refracción del aire es $n_1 = 1$, el del agua es $n_2 = 1,33$ y el ángulo de incidencia es $\theta_1 = 52^\circ 30'$, calcula el ángulo de refracción $\theta_2$ en grados, minutos y segundos.
Evalúa con tu calculadora la expresión $K = \sin(\arccos 0,6)$. A continuación, demuestra algebraicamente utilizando las identidades trigonométricas fundamentales por…
Evalúa con tu calculadora la expresión $K = \sin(\arccos 0,6)$. A continuación, demuestra algebraicamente utilizando las identidades trigonométricas fundamentales por qué el resultado numérico obtenido es exacto y racional.
Un ingeniero civil diseña una curva peraltada para una carretera. La fórmula física que relaciona el ángulo de peralte $\theta$, la velocidad $v$ (en m/s), el radio de…
Un ingeniero civil diseña una curva peraltada para una carretera. La fórmula física que relaciona el ángulo de peralte $\theta$, la velocidad $v$ (en m/s), el radio de la curva $R$ (en m) y la gravedad $g = 9,8 \text{ m/s}^2$ es $\tan \theta = \frac{v^2}{R \cdot g}$. Si una curva de $150 \text{ m}$ de radio se diseña para una velocidad máxima de $90 \text{ km/h}$, calcula el ángulo de peralte $\theta$ en grados, minutos y segundos.
Resuelve la ecuación trigonométrica $3 \sin x - 2 = 0$ utilizando la calculadora para encontrar todos los posibles valores del ángulo $x$ comprendidos entre $0^\circ$ y…
Resuelve la ecuación trigonométrica $3 \sin x - 2 = 0$ utilizando la calculadora para encontrar todos los posibles valores del ángulo $x$ comprendidos entre $0^\circ$ y $360^\circ$. Expresa los resultados finales en grados y minutos.
Para ángulos muy pequeños, el valor del seno se aproxima al valor del ángulo expresado en radianes. Calcula el error absoluto y el error relativo que se comete al…
Para ángulos muy pequeños, el valor del seno se aproxima al valor del ángulo expresado en radianes. Calcula el error absoluto y el error relativo que se comete al aproximar el valor de $\sin 1^\circ$ por el valor de $1^\circ$ convertido a radianes. Expresa el error relativo en porcentaje con dos cifras decimales.
Un panel solar debe orientarse de forma que optimice la captación de luz. El porcentaje de eficiencia de captación viene dado por la expresión…
Un panel solar debe orientarse de forma que optimice la captación de luz. El porcentaje de eficiencia de captación viene dado por la expresión $E = 100 \cdot \cos(\alpha - 38^\circ 15')$, donde $\alpha$ es el ángulo de inclinación del panel. Si por restricciones del tejado el panel se instala con una inclinación $\alpha = 45^\circ 20'$, utiliza la calculadora para determinar su eficiencia $E$ redondeada a un decimal.