Uso de la calculadora para las razones trigonométricas
Una rampa para sillas de ruedas puede subir como máximo 1 pie por cada 12 pies de recorrido horizontal. ¿Qué ángulo forma esa rampa con el suelo? Ya sabes qué son el seno, el coseno y la tangente, pero, salvo en unos pocos ángulos especiales ($30^\circ$, $45^\circ$, $60^\circ$), no puedes hallar sus valores a mano. Necesitas una calculadora y debes usarla con cuidado. Un modo equivocado o una tecla incorrecta te dan una respuesta que parece razonable y es totalmente errónea.
Razones directas: sin, cos, tan
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
Los ángulos no siempre son grados enteros. El ángulo $37^\circ 42' 15''$ significa $37$ grados, $42$ minutos y $15$ segundos, donde $1^\circ = 60'$ y $1' = 60''$. Esta es la forma DMS, y la usan todo el tiempo topógrafos, pilotos y navegantes. Tu calculadora tiene un menú ANGLE (en una TI-84, 2nd y luego APPS) con los símbolos $^\circ$, $'$, $''$ para ingresar esos ángulos, y un comando $\blacktriangleright$DMS que convierte un ángulo decimal a DMS.
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: de la razón al ángulo
Si conoces el valor de $\sin\alpha$ y quieres el ángulo $\alpha$, usa la función inversa $\sin^{-1}$ (también escrita $\arcsin$). Es la segunda función de la misma tecla: presiona 2nd y luego $\boxed{\sin}$. Lo mismo vale para $\cos^{-1}$ y $\tan^{-1}$. La calculadora devuelve un ángulo agudo cuando la razón es positiva.
Para obtener la respuesta en grados, minutos y segundos, termina con el comando $\blacktriangleright$DMS.
Ya puedes responder la pregunta del principio. La rampa sube $1$ pie en un recorrido de $12$ pies, así que $\tan\theta = \dfrac{1}{12}$. Entonces $\theta = \tan^{-1}\!\left(\dfrac{1}{12}\right) \approx 4.76^\circ \approx 4^\circ 46'$.
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 un proyecto de arquitectura, un techo 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 techo 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.
Razones recíprocas: secante, cosecante, cotangente
La mayoría de las calculadoras no tienen tecla para $\sec$, $\csc$ ni $\cot$. Halla primero $\cos$, $\sin$ o $\tan$ y luego saca el recíproco con la tecla $\boxed{x^{-1}}$. También puedes escribirlo como división: 1/sin(40). Fíjate en que la secuencia usa $\sin$ para obtener $\csc$ y $\cos$ para obtener $\sec$. Cuidado con confundirlas.
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: elige el modo correcto
Los ángulos también se pueden medir en radianes. Una vuelta completa son $360^\circ$, o $2\pi$ radianes. La calculadora tiene un modo para cada unidad, y debes convertir de una a otra con una fórmula. No cambies el modo solo por probar.
Cuando la calculadora está en modo Radian, las funciones inversas también responden en radianes. Si quieres un ángulo en grados, vuelve primero al modo Degree (o convierte el resultado con $\dfrac{180}{\pi}$).
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.
Resolver triángulos rectángulos con la calculadora
La calculadora es la herramienta que convierte la trigonometría del triángulo rectángulo en números. Recuerda SOH-CAH-TOA:
$$\sin\theta = \frac{\text{op}}{\text{hip}} \qquad \cos\theta = \frac{\text{ady}}{\text{hip}} \qquad \tan\theta = \frac{\text{op}}{\text{ady}}$$Para hallar un lado, conoces un ángulo: escribe la razón, despeja el lado y luego usa $\sin$, $\cos$ o $\tan$. Para hallar un ángulo, conoces dos lados: escribe la razón y luego usa $\sin^{-1}$, $\cos^{-1}$ o $\tan^{-1}$. El ángulo de elevación se mide hacia arriba desde la horizontal, y el ángulo de depresión se mide hacia abajo desde la horizontal. Ambos se miden desde una línea horizontal.
Algunos problemas necesitan dos triángulos. Aquí el avión ve dos ciudades en la misma dirección, con dos ángulos de depresión distintos. El ángulo de elevación en cada ciudad es igual al ángulo de depresión desde el avión, así que los ángulos se marcan en las ciudades.
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.
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 pie más cercano.
Dos ángulos, un valor: resolver $\sin x = k$
Supón que debes hallar todos los ángulos $x$ entre $0^\circ$ y $360^\circ$ con $\sin x = 0.4$. La calculadora da solo uno: $\sin^{-1}(0.4) \approx 23.58^\circ$. Pero el círculo unitario muestra un segundo ángulo con el mismo seno. El seno es la altura del punto en el círculo, y la altura $0.4$ se alcanza dos veces, una en el Cuadrante I y otra en el Cuadrante II.
Una idea relacionada: a veces la respuesta de la calculadora es exacta aunque parezca un decimal. Por ejemplo, la expresión $\sin(\cos^{-1} 0.8)$ significa "el seno del ángulo cuyo coseno es $0.8$". La calculadora muestra exactamente $0.6$. El álgebra te dice por qué. Sea $\alpha = \cos^{-1}(0.8)$, así que $\cos\alpha = 0.8$ con $\alpha$ agudo. Por la identidad $\sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1$, obtenemos $\sin\alpha = \sqrt{1 - 0.8^2} = \sqrt{0.36} = 0.6$. La raíz positiva es la correcta porque $\alpha$ es agudo.
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.
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.
Comprobar valores y medir el error
Una calculadora da decimales redondeados, así que las pequeñas diferencias son normales. Puedes comprobar tus resultados con la identidad $\sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1$. Halla $\sin\alpha$ y $\cos\alpha$, redondéalos como indique el problema, elévalos al cuadrado y suma. La suma debe quedar muy cerca de $1$, aunque el redondeo puede dar $0.9999$ o $1.0001$.
Cuando se usa una aproximación en lugar del valor exacto, medimos qué tan buena es con dos tipos de error:
Para ángulos pequeños, $\sin\theta$ es cercano a $\theta$ cuando $\theta$ está en radianes. Probémoslo con $5^\circ$.
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.
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.
Trigonometría en fórmulas de ciencias e ingeniería
Las fórmulas de física e ingeniería suelen contener una función trigonométrica. El procedimiento es siempre el mismo: sustituye los números, calcula primero lo que hay dentro del paréntesis, y luego usa la calculadora, en el modo correcto y sin redondear en el camino.
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.
Un ingeniero civil diseña una curva peraltada para una carretera. La fórmula física que relaciona el ángulo de peralte $\theta$, la velocidad $v$ (en pies/s), el radio…
Un ingeniero civil diseña una curva peraltada para una carretera. La fórmula física que relaciona el ángulo de peralte $\theta$, la velocidad $v$ (en pies/s), el radio de la curva $R$ (en pies) 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.
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 techo el panel se instala con una inclinación $\alpha = 45^\circ 20'$, utiliza la calculadora para determinar su eficiencia $E$ redondeada a un decimal.