Tornar a la portadaMatemàtiques · 1r Batx. Ciències · Canviar d'assignatura
Començar gratis
BATX1 tecno · Matemàtiques
Trigonometria · Trigonometria

Raons de l'angle doble

Un canó dispara un projectil: l'abast depèn de $\sin(2\theta)$, no de $\theta$ sol. Una coberta industrial duplica la inclinació d'una altra. En enginyeria, l'angle doble apareix tot el temps, i convé tenir les seves raons trigonomètriques ja «empaquetades» en una fórmula, sense haver de sumar l'angle amb ell mateix cada vegada.

D'on surten les fórmules

Ja coneixes les fórmules del sinus i el cosinus d'una suma. L'angle doble és només el cas particular $2\alpha = \alpha+\alpha$: n'hi ha prou de substituir $\beta$ per $\alpha$.

Circumferència goniomètrica que representa un angle doble com la suma de dos angles alfa iguals. α α 2α = α + α

El cosinus de l'angle doble té tres formes equivalents: totes valen el mateix, usa la que combini millor amb les dades que tinguis (només $\cos\alpha$, només $\sin\alpha$, o tots dos).

Practica★☆☆Sense començar
Simplifica la següent expressió trigonomètrica a un únic valor numèric exacte: $4\sin(15^\circ)\cos(15^\circ)$

Simplifica la següent expressió trigonomètrica a un únic valor numèric exacte:

$4\sin(15^\circ)\cos(15^\circ)$

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Sabent que $\cos(x) = 0,6$, determina el valor de $\cos(2x)$ utilitzant exclusivament la identitat que relaciona el cosinus de l'angle doble amb el cosinus de l'angle…

Sabent que $\cos(x) = 0,6$, determina el valor de $\cos(2x)$ utilitzant exclusivament la identitat que relaciona el cosinus de l'angle doble amb el cosinus de l'angle simple.

Resoldre

Amb una sola raó coneguda

Si només coneixes $\sin\alpha$ o $\cos\alpha$ (i el quadrant), pots trobar l'altra raó amb la identitat fonamental $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$, i després aplicar la fórmula de l'angle doble.

Esquema del procediment per calcular les raons de l'angle doble a partir del quadrant i una raó coneguda. α 3 4 5
Practica★☆☆Sense començar
Sabent que $\sin(\alpha) = \frac{4}{5}$ i que $\alpha$ és un angle del primer quadrant, calcula el valor exacte de $\sin(2\alpha)$.

Sabent que $\sin(\alpha) = \frac{4}{5}$ i que $\alpha$ és un angle del primer quadrant, calcula el valor exacte de $\sin(2\alpha)$.

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Atès que $\cos(\alpha) = -\frac{1}{3}$ i que $\alpha$ pertany al segon quadrant, determina el valor exacte de $\cos(2\alpha)$.

Atès que $\cos(\alpha) = -\frac{1}{3}$ i que $\alpha$ pertany al segon quadrant, determina el valor exacte de $\cos(2\alpha)$.

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Si $\tan(\alpha) = \frac{3}{2}$, calcula el valor de $\tan(2\alpha)$ expressant el resultat com una fracció irreductible.

Si $\tan(\alpha) = \frac{3}{2}$, calcula el valor de $\tan(2\alpha)$ expressant el resultat com una fracció irreductible.

Resoldre

Simplificar expressions

Moltes expressions amb producte de sinus i cosinus, o amb diferències de quadrats, són en realitat una fórmula de l'angle doble disfressada. Reconèixer el patró estalvia calculadora.

Esquema pas a pas de la simplificació de quatre per sinus de quinze graus per cosinus de quinze graus fins a obtenir u. 4·sin(15°)·cos(15°) = 2·sin(30°) = 1
Practica★☆☆Sense començar
Calcula el valor exacte de la següent expressió sense utilitzar la calculadora: $\cos^2\left(\frac{\pi}{8}\right) - \sin^2\left(\frac{\pi}{8}\right)$

Calcula el valor exacte de la següent expressió sense utilitzar la calculadora:

$\cos^2\left(\frac{\pi}{8}\right) - \sin^2\left(\frac{\pi}{8}\right)$

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Escriu la següent expressió en funció d'una única raó trigonomètrica de l'angle $x$, simplificant al màxim: $\frac{\sin(2x)}{2\sin(x)}$

Escriu la següent expressió en funció d'una única raó trigonomètrica de l'angle $x$, simplificant al màxim:

$\frac{\sin(2x)}{2\sin(x)}$

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Troba el valor exacte de la següent operació utilitzant les identitats de l'angle doble: $\frac{2\tan(22,5^\circ)}{1 - \tan^2(22,5^\circ)}$

Troba el valor exacte de la següent operació utilitzant les identitats de l'angle doble:

$\frac{2\tan(22,5^\circ)}{1 - \tan^2(22,5^\circ)}$

Resoldre

Equacions amb l'angle doble

Quan una equació barreja $\sin(2x)$ (o $\cos(2x)$) amb raons de $x$ sense doblar, el primer pas és substituir la fórmula de l'angle doble per deixar-ho tot en funció del mateix angle.

Esquema dels passos per resoldre una equació trigonomètrica mitjançant la substitució de l'angle doble i la factorització. π/2 3π/2 4π/3 5π/3
Practica★★☆Sense començar
Resol la següent equació trigonomètrica, trobant totes les solucions en l'interval $[0, 2\pi)$: $\sin(2x) + \sqrt{3}\cos(x) = 0$

Resol la següent equació trigonomètrica, trobant totes les solucions en l'interval $[0, 2\pi)$:

$\sin(2x) + \sqrt{3}\cos(x) = 0$

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Resol la següent equació trigonomètrica i dona les solucions en graus per a l'interval $[0^\circ, 360^\circ)$: $\cos(2x) - 3\sin(x) = 2$

Resol la següent equació trigonomètrica i dona les solucions en graus per a l'interval $[0^\circ, 360^\circ)$:

$\cos(2x) - 3\sin(x) = 2$

Resoldre

Aplicacions tècniques

L'angle doble apareix en l'abast de projectils, en pendents de cobertes que dupliquen una inclinació de referència, i en mecanismes articulats.

Perfil de dues cobertes de nau industrial on la segona té el doble d'inclinació que la primera. α 2α coberta 1 coberta 2
Practica★★☆Sense començar
En la construcció d'una nau industrial, s'han dissenyat dues cobertes contigües. La primera coberta té una inclinació $\alpha$ respecte a la horitzontal tal que…

En la construcció d'una nau industrial, s'han dissenyat dues cobertes contigües. La primera coberta té una inclinació $\alpha$ respecte a la horitzontal tal que $\tan(\alpha) = 0,4$. Per motius de drenatge d'aigua, la segona coberta s'ha dissenyat amb un angle d'inclinació que és exactament el doble que el de la primera, és a dir, $2\alpha$. Calcula el pendent exacte (tangent) de la segona coberta.

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
En física, l'abast màxim $R$ d'un projectil llançat sobre un terreny horitzontal es modela mitjançant la fórmula $R = \frac{v_0^2 \sin(2\theta)}{g}$, on $v_0$ és la…

En física, l'abast màxim $R$ d'un projectil llançat sobre un terreny horitzontal es modela mitjançant la fórmula $R = \frac{v_0^2 \sin(2\theta)}{g}$, on $v_0$ és la velocitat inicial, $\theta$ és l'angle de llançament i $g \approx 10 \text{ m/s}^2$ és l'acceleració de la gravetat. Si un canó de proves dispara un projectil amb una velocitat inicial de $30 \text{ m/s}$ i es vol aconseguir un objectiu situat a $45 \text{ m}$ de distància, troba els possibles angles de llançament $\theta$ en graus.

Resoldre

Resum

Veure tots els exercicis d'aquest apartat