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Razones trigonométricas directas Introducción Vamos a definir las razones directas que existen entre las medidas de los lados de un triángulo rectángulo y los ángulos agudos del mismo. Consideremos el siguiente triángulo e identifiquemos a los lados de la siguiente manera: Cateto opuesto al ángulo β b Cateto adyacente al ángulo β c Hipotenusa a Recordar Que la hipotenusa es lado mas largo del triángulo rectángulo o el lado frente al ángulo recto. El cateto opuesto se define como aquel lado que se encuentra frente al ángulo con el que se trabaja. Y el cateto adyacente es el que esta vecino al ángulo con el que se trabaja. Razones directas con sus respectivas razones inversas: 1) Función seno y su inversa arco seno arcsen o sen -1 : ( ) ( ) |1| 2) Función coseno y su inversa arco coseno arccos o cos-1 : ( ) ( ) 3) Función tangente su inversa arco tangente arctan o tan -1 : ( ) ( ) Resolución de triángulos rectángulos Resolver un triángulo es hallar sus lados, ángulos, su perímetro y área. Es necesario conocer dos lados del triángulo, o bien un lado y un ángulo distinto del recto. Existen diferentes situaciones que detallaremos a continuación: 1) Se conocen la hipotenusa y un ángulo agudo Resolver el siguiente triángulo rectángulo sabiendo que la hipotenusa es a = 45 m y se conoce el ángulo agudo B = 22° |2| 1) Determinamos primero el ángulo C: C = 90° - 22° = 68° Recordar las siguientes propiedades: La suma de los ángulos interiores de un triángulo cualquiera es siempre 180° Caso especial de la propiedad anterior: La suma de los ángulos agudos de un triangulo rectángulo cualquiera es siempre 90° 2) Luego calculamos el cateto b usando la definición de la razón seno, ya que tenemos como datos la hipotenusa a y el ángulo agudo B opuesto al cateto b: sen B Op. b b = a sen B Hip. a b 45m sen 22 b 45m 0.3746 b 16.86m 3) Luego buscamos la medida del cateto c utilizando la definición del coseno, ya que poseemos la hipotenusa a y el ángulo agudo B adyacente el cateto c: cos B Ad. c c = a cos B Hip. a c 45m cos 22 c 45m 0.9272 c 41.72m |3| 2) Se conocen un cateto y un ángulo agudo Resolver el triángulo conociendo el cateto b = 5.2 m y el ángulo agudo C = 37º 1) Hallamos el ángulo agudo faltante: B = 90° - 37° = 53º 2) Se encuentra la hipotenusa a usando la definición de coseno, ya que conocemos un ángulo agudo y el cateto b adyacente a este: cos C Ad. b b a= Hip. a cos B a= a 5.2m cos 37 5.2m a 6.51m 0.7986 3) Por ultimo calculamos el cateto c aplicando la definición de la tangente: tan C Op. c c =b tan C Ad. b c =5.2m tan 37 c 5.2m 0.7536 c 3.92m |4| 3) Se conocen la hipotenusa y un cateto Resolver el triángulo conociendo la hipotenusa a = 415 m y el cateto b = 280 m Vamos a calcular primero el ángulo agudo B, planteamos la función seno, ya que conocemos la hipotenusa a y el cateto b opuesto al ángulo buscado B: sen B b 280 sen B a 415 sen B 0.6747 B sen 1 0.6747 B 42.43 B 42 25' Para determinar el ángulo B tuvimos que utilizar la función inversa del seno, el arco seno, ya que teníamos como dato el valor del seno y nos faltaba el ángulo que determina este valor: y=sen x x=sen 1 y sen B 280 280 B=sen 1 415 415 También se puede representar usando la notación x=arcsen y Luego hallamos el ángulo agudo que nos falta: C = 90° - 42° 25′ = 47° 35′ Ahora resolvemos el cateto c utilizando la razón del coseno del ángulo B: |5| cos B c c =a cos B a c =a cos B c 415m 0.7381 c 306.31m 4) Se conocen los dos catetos Resolver el triángulo conociendo: b = 33 m y c = 21 m Determinamos el ángulo B usando la función inversa de la tangente, el arco 1 tangente, recuerda que se puede simbolizar como tan o también como arctan : tan B Op. 33 tan B Ad. 21 33 B tan 1 B tan 1 1.571 21 B 57.52 B 57 31' Luego, calculamos el ángulo agudo faltante: C = 90° − 57° 31′ = 32° 29′ Por ultimo, resolvemos la hipotenusa a usando la función seno del ángulo B: |6| sen B a= a b b a= a sen B 33m sen 57 31' 33m a 39.12m 0.8435 Problemas de aplicación 1) Un árbol de 50 m de alto proyecta una sombra de 60 m de larga. Encontrar el ángulo de elevación del sol en ese momento. tan Op. 50 Ad . 60 5 tan 1 39.8 6 39 48' 20 '' 2) Un dirigible que está volando a 800 m de altura, distingue un pueblo con un ángulo de depresión de 12°. ¿A qué distancia del pueblo se halla? |7| tan 12 d Op. 800m 800m d Ad d tan 12 800m d 3, 755.87 m 0.213 3) Hallar el radio de una circunferencia sabiendo que una cuerda de 24.6 m tiene como arco correspondiente uno de 70º sen 35° = |8| Op. Hip. 4) Calcular el área de una parcela triangular, sabiendo que dos de sus lados miden 80 m y 130 m, y forman entre ellos un ángulo de 70°. sen C Op. h sen 70 Hip. 80m 5) Calcula la altura de un árbol, sabiendo que desde un punto del terreno se observa su copa bajo un ángulo de 30° y si nos acercamos 10 m, bajo un ángulo de 60°. |9| tan 30 h h tan 30 10 x 10 x tan 60 h h tan 60 x x tan 30 10 x tan 60 x 3 x 10 3 x x 5m 3 h tan 60 5m h 5 3m 6) Calcular la longitud del lado y de la apotema de un octógono regular inscrito en una circunferencia de 49 centímetros de radio. |10| 7) Tres pueblos A, B y C están unidos por carreteras. La distancia de A a C es 6 km y la de B a C 9 km. El ángulo que forman estas carreteras es 120°. ¿Cuánto distan A y B? |11|