Uso de la calculadora
Un ingeniero del Ministerio de Obras Públicas quiere saber cuánto sube una rampa de acceso de 10 m de largo que salva 1 m de altura. ¿Qué ángulo forma con el suelo? Con regla y transportador sería poco preciso. Con la calculadora lo sacas en segundos, pero solo si pulsas las teclas correctas y la tienes en el modo adecuado. Vuelve a esta pregunta al final de la página.
Razones directas: sen, cos, tan
En un triángulo rectángulo, para un ángulo agudo $\alpha$:
$$\operatorname{sen}\alpha=\frac{\text{cateto opuesto}}{\text{hipotenusa}}\qquad \cos\alpha=\frac{\text{cateto adyacente}}{\text{hipotenusa}}\qquad \tan\alpha=\frac{\text{cateto opuesto}}{\text{cateto adyacente}}$$Salvo ángulos especiales ($30^\circ$, $45^\circ$, $60^\circ$), estos valores no se calculan a mano: se usa la calculadora.
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 como $37^\circ42'15''$ tiene $37$ grados, $42$ minutos y $15$ segundos, con $1^\circ=60'$ y $1'=60''$ (el sistema sexagesimal). La calculadora tiene una tecla $\boxed{^\circ\,'\,''}$ para introducir estos ángulos y para mostrar un resultado en ese formato.
Secuencia típica para $25^\circ30'$: $25\;\boxed{^\circ\,'\,''}\;30\;\boxed{^\circ\,'\,''}$ y luego la razón.
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 al ángulo
Si conoces la razón y buscas el ángulo, usas la función inversa: $\operatorname{sen}^{-1}$, $\cos^{-1}$ o $\tan^{-1}$ (también llamadas $\operatorname{arcsen}$, $\arccos$, $\arctan$). Se obtienen con $\boxed{\text{SHIFT}}$ o $\boxed{\text{2ndF}}$ y la tecla de la razón. El resultado sale en decimales; con la tecla $\boxed{^\circ\,'\,''}$ lo pasas a grados, minutos y segundos.
Cuando la razón es la cotangente
La calculadora no tiene $\cot^{-1}$. Como $\cot\gamma=\dfrac{1}{\tan\gamma}$, si $\cot\gamma=k$ entonces $\tan\gamma=\dfrac{1}{k}$, y se usa $\tan^{-1}$ con ese valor.
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.
Razones recíprocas: sec, csc y cot
La mayoría de las calculadoras científicas no tienen tecla para ellas. Calculas $\cos$, $\operatorname{sen}$ o $\tan$ y luego pulsas $\boxed{x^{-1}}$ (o $\boxed{1/x}$). Por ejemplo, $\sec\alpha$ es $\boxed{\cos}\;\alpha\;\boxed{=}\;\boxed{x^{-1}}$.
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 $T = 500 \times \csc(22^\circ 30')$. Calcula el…
En un sistema mecánico de poleas, la tensión $T$ (en Newtons) de una correa de transmisión viene dada por la fórmula $T = 500 \times \csc(22^\circ 30')$. 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
Los ángulos también se miden en radianes: una vuelta completa son $360^\circ$ o $2\pi$ radianes. La calculadora tiene un modo para cada unidad (DEG y RAD) y hay que cambiarlo según lo que pida el problema.
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 $\cot \gamma = 0.65$.
Problemas con triángulos rectángulos
Para medir alturas y distancias que no se pueden alcanzar se usan los ángulos de elevación (hacia arriba desde la horizontal) y de depresión (hacia abajo desde la horizontal).
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.
Fórmulas, ecuaciones e identidades
La calculadora también sirve para evaluar fórmulas de la física y la ingeniería. Calcula todo de una vez, sin redondear antes del final.
Ecuaciones con una razón
Entre $0^\circ$ y $360^\circ$, la ecuación $\operatorname{sen}x=k$ (con $0
Identidades
Como $\operatorname{sen}^2\alpha+\cos^2\alpha=1$, si conoces el coseno de un ángulo agudo, su seno es $\sqrt{1-\cos^2\alpha}$. Por ejemplo, si $\cos\alpha=0.8$: $\operatorname{sen}\alpha=\sqrt{1-0.64}=\sqrt{0.36}=0.6$, un resultado exacto.
Error absoluto y relativo
Si $V$ es el valor exacto y $A$ una aproximación: error absoluto $=|V-A|$, error relativo $=\dfrac{|V-A|}{|V|}$ (se multiplica por $100$ para el porcentaje).
En un experimento de física óptica, un rayo de luz pasa del aire al agua. La ley de Snell establece que $n_1 \times \sin \theta_1 = n_2 \times \sin \theta_2$. Si el…
En un experimento de física óptica, un rayo de luz pasa del aire al agua. La ley de Snell establece que $n_1 \times \sin \theta_1 = n_2 \times \sin \theta_2$. 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.
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 $\tan \theta = \frac{v^2}{R \times g}$. 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 comprobar identidades y trabajar con arcos:
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.
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.
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 $E = 100 \times \cos(\alpha - 38^\circ 15')$, 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.
Vuelve al principio: la rampa de 10 m que salva 1 m forma un ángulo de $5^\circ44'$ con el suelo, porque $\operatorname{sen}^{-1}(0.1)\approx5^\circ44'$.