Geometría y Trigonometría · Trigonometría de ángulos cualesquiera
Reducción al primer cuadrante e identidad fundamental
Te conviene dominar: Teorema de Pitágoras (8.° grado de la Educación Escolar Básica (3er ciclo))
Te conviene dominar: Simetrías (9.° grado de la Educación Escolar Básica (3er ciclo))
Fátima anota la altura de la punta de una pala de la turbina de un parque eólico, en el Chaco, cuando la pala forma $30º$ con la horizontal. Después la anota cuando forma $150º$ y se da cuenta de que el valor es el mismo. ¿Casualidad? No: la circunferencia goniométrica es simétrica, y esa simetría permite calcular las funciones trigonométricas de cualquier ángulo a partir de las de un ángulo del primer cuadrante. En esta página vas a ver cómo.
Reducir cualquier ángulo al primer cuadrante
Dos ángulos simétricos respecto del eje $y$ (como $30º$ y $150º$) tienen puntos a la misma altura: el mismo seno. Dos ángulos simétricos respecto del eje $x$ (como $30º$ y $330º$) tienen la misma abscisa: el mismo coseno. Con esta simetría se «reduce» cualquier ángulo a uno del primer cuadrante.
Practica★☆☆Sin empezar
En la figura se han representado los ángulos de $30º$ y $150º$ en la circunferencia goniométrica. A la vista de la simetría de la figura, expresa $\sin 150º$ y…
En la figura se han representado los ángulos de $30º$ y $150º$ en la circunferencia goniométrica.
A la vista de la simetría de la figura, expresa $\sin 150º$ y $\cos 150º$ en función de $\sin 30º$ y $\cos 30º$, indicando el signo correcto de cada una.
Expresa cada una de estas razones trigonométricas en función de la razón de un ángulo del primer cuadrante, cuidando el signo: $\sin 210º$ $\cos 225º$ $\tan 240º$
Expresa cada una de estas razones trigonométricas en función de la razón de un ángulo del primer cuadrante, cuidando el signo:
Expresa cada una de estas razones trigonométricas en función de la razón de un ángulo del primer cuadrante, cuidando el signo: $\sin 330º$ $\cos 315º$ $\tan 300º$
Expresa cada una de estas razones trigonométricas en función de la razón de un ángulo del primer cuadrante, cuidando el signo:
Para controlar con la calculadora lo que viste, resolvé también este:
Practica★☆☆Sin empezar
Con ayuda de la calculadora, da el valor de estas razones con cuatro cifras decimales y comprueba la relación que se indica: Calcula $\sin 140º$ y $\sin 40º$. ¿Qué…
Con ayuda de la calculadora, da el valor de estas razones con cuatro cifras decimales y comprueba la relación que se indica:
Calcula $\sin 140º$ y $\sin 40º$. ¿Qué relación hay entre ambos valores?
Calcula $\cos 140º$ y $\cos 40º$. ¿Qué relación hay entre ambos valores?
Explica, con la circunferencia goniométrica, por qué ocurre lo que has observado.
La identidad fundamental, con cuidado con el signo
La identidad $\operatorname{sen}^2\alpha + \cos^2\alpha = 1$ vale para cualquier ángulo, no solo para los agudos: sale de aplicar Pitágoras al triángulo rectángulo cuya hipotenusa es el radio $1$. Lo nuevo es que, al despejar con una raíz cuadrada, tenés que elegir el signo según el cuadrante.
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Sabiendo que $\sin \alpha = \frac{3}{5}$ y que $\alpha$ pertenece al segundo cuadrante, calcula el valor exacto de $\cos \alpha$ y de $\tan \alpha$.
Sabiendo que $\sin \alpha = \frac{3}{5}$ y que $\alpha$ pertenece al segundo cuadrante, calcula el valor exacto de $\cos \alpha$ y de $\tan \alpha$.
Cuando te dan la tangente, usá que $\operatorname{sen}\alpha = \operatorname{tg}\alpha\cdot\cos\alpha$ y reemplazá en la identidad fundamental:
Practica★★☆Sin empezar
Sabiendo que $\tan \alpha = 2$ y que $\alpha$ pertenece al tercer cuadrante, calcula el valor exacto de $\sin \alpha$ y de $\cos \alpha$. (Pista: utiliza que…
Sabiendo que $\tan \alpha = 2$ y que $\alpha$ pertenece al tercer cuadrante, calcula el valor exacto de $\sin \alpha$ y de $\cos \alpha$. (Pista: utiliza que $\sin \alpha = 2\cdot\cos \alpha$ y sustituye en la identidad fundamental.)
Si te dicen que $\operatorname{sen} x = \dfrac{1}{2}$, hay más de un ángulo que lo cumple entre $0º$ y $360º$: la recta horizontal $y = \dfrac12$ corta a la circunferencia en dos puntos, en dos cuadrantes distintos.
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En la figura se han representado los ángulos de $60º$ y $120º$, que son suplementarios. Sabiendo que $\sin 60º = \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0,866$ y…
En la figura se han representado los ángulos de $60º$ y $120º$, que son suplementarios.
Sabiendo que $\sin 60º = \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0,866$ y $\cos 60º = \frac{1}{2}$, calcula $\sin 120º$ y $\cos 120º$ razonando a partir de la simetría de la figura.
En la figura se ha representado la circunferencia goniométrica y la recta horizontal $\sin x = \frac{1}{2}$, que la corta en dos puntos. Halla todos los ángulos $x$ de…
En la figura se ha representado la circunferencia goniométrica y la recta horizontal $\sin x = \frac{1}{2}$, que la corta en dos puntos.
Halla todos los ángulos $x$ de $[0º, 360º)$ que verifican $\sin x = \frac{1}{2}$, razonando a partir de la figura.
Las funciones trigonométricas se repiten en cada vuelta completa. Por eso $\operatorname{tg} x = 1$ no tiene solo las soluciones de $[0º; 360º)$: tiene infinitas, una cada $180º$. Para el seno y el coseno, se repiten cada $360º$. Esto se llama periodicidad, y aparece en todo lo que gira o se repite, como la pala de la turbina.
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Halla todos los ángulos $x$ de $[0º, 360º)$ que verifican $\tan x = 1$. Razona, con la circunferencia goniométrica, cuántas soluciones tendría la misma ecuación en el…
Halla todos los ángulos $x$ de $[0º, 360º)$ que verifican $\tan x = 1$.
Razona, con la circunferencia goniométrica, cuántas soluciones tendría la misma ecuación en el intervalo $[0º, 720º)$ y escríbelas todas.
La punta de la pala de un aerogenerador describe una circunferencia de radio $1\ \text{m}$ (en unidades relativas) alrededor del eje del rotor. Si llamamos $\theta$ al…
La punta de la pala de un aerogenerador describe una circunferencia de radio $1\ \text{m}$ (en unidades relativas) alrededor del eje del rotor. Si llamamos $\theta$ al ángulo que forma la pala con la horizontal, medido en sentido antihorario, la altura de la punta respecto al centro es $\sin \theta$ y su desplazamiento horizontal es $\cos \theta$.
Completa una tabla con la altura y el desplazamiento horizontal de la punta para $\theta = 0º,\ 90º,\ 180º$ y $270º$.
La pala gira $40$ veces por minuto. Al cabo de un tiempo, la punta está a una altura de $0,5\ \text{m}$ sobre el centro. ¿Qué valores de $\theta$ entre $0º$ y $360º$ corresponden a esa altura?
Las fórmulas de reducción no sirven solo para calcular valores: también permiten demostrar que una expresión con varios ángulos relacionados es siempre igual a otra más simple, sea cual sea $\alpha$.
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Sabiendo que $\tan \alpha = -\frac{3}{4}$ y que $\alpha$ pertenece al cuarto cuadrante: Calcula el valor exacto de $\sin \alpha$ y de $\cos \alpha$. Calcula…
Sabiendo que $\tan \alpha = -\frac{3}{4}$ y que $\alpha$ pertenece al cuarto cuadrante:
Calcula el valor exacto de $\sin \alpha$ y de $\cos \alpha$.