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Resolución de triángulos. Teoremas del seno y del coseno 45. Calcula el área de cada uno de los triángulos siguientes, sabiendo: a) b = 30 cm, A = 50º y B = 74º b) a = 41 cm, C = 45º, y B = 75º c) a = 18 cm, b = 15 cm, C = 19º 42' d) a = 6 cm, b = 12 cm, A = 17º30' e) a = 33 cm, b = 24 cm, c = 20 cm Soluciones: a) c = 30 · sen 56º/sen 74º Área = b/2 · c ·sen A = 15 · 30 · sen 56º· sen 50º/sen 74º 297,303 cm2 b) c = 41 · sen 45º/sen 60º Área = a/2 · c ·sen B = 41 · 41 · sen 45º· sen 75º/2sen 60º 662,881cm2 c) Área = a · b · sen C /2 = 18 ·15 · sen 19º42'/2 45,709 cm2 d) Hay dos posibles triángulos: d1) B 36º58'15,83'', C 125º31'44,17'', c 16,238 cm Área = b · a · sin C/2 29,298 cm2 d2) B 143º1'44,17'', C 19º28'15,83'', c 6,651 cm Área = b · a · sin C/2 12 cm2 e) Área = a · b · sen C / 2 ; cos C = (a2 + b2 - c2 )/2ab y sen C = cos C 0,79861 y sen C 0,60185 Área = 283,332 cm2 1 cos 2 C , por tanto: 46. El ángulo entre los dos lados iguales de un triángulo isósceles es de 40º y el lado desigual tiene una longitud de 40 cm. ¿Cuál es la longitud de cada uno de los lados iguales del triángulo? Solución: 58,48 cm cada uno, aproximadamente Los ángulos iguales del triángulo miden 70º cada uno. Aplicando el teorema del seno: l = 40 · sen 70º /sen 40º 58,48 cm 47. El ángulo agudo de un rombo mide 25º. El lado mide 13 cm. Calcula el área del rombo. Solución: A 142,84 cm2 Aplicando el teorema del coseno, D 2 2 13 2 2 13 2 cos155 º y d 2 2 13 2 2 13 2 cos 25º , siendo D y d las dos diagonales del rombo. Sacando factor común: D 2 13 1 cos155º y d 2 13 1 cos 25º Podemos calcular el área: A = d·D/2 142,84 cm2 48. Los lados de un triángulo miden 8 cm, 11 cm y 13 cm, respectivamente. Calcula el valor del seno del ángulo más pequeño. Solución: sen = 0,612836428. . . El ángulo más pequeño es el opuesto al lado de longitud 8 cm. Aplicando el teorema del coseno: 82 112 132 2 11 13 cos Despejando:: cos 112 13 2 8 2 2 11 13 Teniendo en cuenta que sin = 1 cos 2 , o utilizando la calculadora : sen = 0,612836428. . . 49. Los tres ángulos de un triángulo miden 6 cm, 8 cm y 9 cm. Calcula sus ángulos y su área. Solución: 40,80º, 60,61º y 78,59º, 23,52 cm2 aproximadamente. Aplicando el teorema del coseno se pueden obtener los ángulos: 40,80º, 60,61º y 78,59º A = 9 · 8 · sen 40,80º /2 23,52 cm2 50. En un triángulo ABC, conocemos A = 34,5º, B = 78º y a + b = 43 cm. Calcula cuánto miden los lados a y b. Solución: a 17,76 cm, b 25,24 cm Podemos plantear: 43 b b y se obtiene que: b 25,24 cm y a 17,76 cm sen34,5º sen78º 51. En un triángulo ABC, conocemos a = 15 cm, b = 11 cm y A + B = 104º. Calcula cuánto miden los ángulos A y B. Solución: A 63 8'23,36'' y B = 40º 51' 36,64'' El ángulo C mide 76º Aplicando el teorema del coseno podemos encontrar c 16,3146, para encontrar A y B: sen A = 15 · sen76º/c A 63 8'23,36'' y B = 40º 51' 36,64'' 52. En un triángulo ABC, conocemos A - B = 16º, a = 23 cm y b = 19 cm. Calcula los ángulos del triángulo. Solución: A 63º 52' 34,69'', B 47º 52' 34,69'' y C 68º 14' 50,62'' A = 16º + B Por el teorema del seno: 23 19 sen(16º B) senB 23 · sen B = 19(sen 16º · cosB + sen B · cos 16º) sen B (23 -19 · cos 16º) = 19 sen 16º· cos B tg B = 19 sen16º B 47º 52' 34,69'' 23 19·cos16º A = 16º + B 63º 52' 34,69'' y C = 180º - A - B 68º 14' 50,62'' 53. Demuestra que en todo triángulo ABC, se cumple la igualdad: A B 2 , conocida como Teorema de Nepper. (Indicación: debes usar el teorema del A B tg 2 seno para escribir la relación entre a y b) ab ab tg Solución: Por el teorema del seno: a = senA b . Sustituimos: senB senA A B A B A B b b 2 cos sen tg senA senB senB 2 2 2 . c.q.d. senA A B A B A B senA senB b b 2sen cos tg senB 2 2 2 54. En los lados de un triángulo ABC se cumple que b - a = 1 y c - b = 1, y se tiene que cos A = 0,6. Calcula a, tg (B/2) y sin 2C Solución: a = 1 tg (B/2) = 1 / 2 y sin 2C = 3 / 2 Los lados son a, b = a + 1 y c = a + 2. Planteamos el teorema del coseno y obtenemos la siguiente ecuación una vez simplificada: a2 + 12a - 13 = 0, cuya solución positiva es a = 1 Para calcular B con el teorema del coseno obtenemos: cos B = 1/3, por lo que: tg (B/ 2) = 1 / 2 Para calcular C aplicamos el teorema del coseno y se obtienen cos C = -1/2, por lo que C = 120º y sen 2C = 3 / 2 55. De un triángulo se conocen los lados b = 2,5 cm y c = 3,5 cm y se sabe que el ángulo B es la mitad del ángulo C. Calcula a y los ángulos A, B y C. Solución: Si C = 2B, a partir del teorema del seno se obtiene que cos B =0,7. Luego B 45º34'22,79'' y C 91º8'45,57'' y A 43º16'51,64'' Y ahora, aplicando el teorema del seno se obtiene: a 2,400 cm 56. Un triángulo de lados 3 cm , 4 cm y 6 cm, está inscrito en una circunferencia. Averigua el perímetro y el área de dicha circunferencia. Solución: p 21,21 cm y A 35,79 cm2 En primer lugar calculamos uno de sus ángulos. Sea a = 3 cm, b = 4 cm y c = 6 cm cos A b 2 c 2 a 2 16 36 9 A =26º 23' 3,59'' 2bc 48 Por el teorema del seno, si r es el radio de la circunferencia circunscrita al triángulo, tenemos a que: 2r , sustituyendo r 3,375 cm, aproximadamente. senA Por lo que el perímetro y el área de la circunferencia son, respectivamente: p 21,21 cm y A 35,79 cm2 57. En una circunferencia de radio 10 cm, hay inscrito un triángulo isósceles cuyo lado desigual también mide 10 cm. Calcula el área de dicho triángulo. Solución: A = 14 cm2 Sea a = 10 cm. Por el teorema del seno, si r es el radio de la circunferencia circunscrita al a triángulo, se cumple que 2r ,por lo que sustituyendo a y r, se obtiene que el ángulo senA desigual es A = 30º. Los ángulos iguales medirán 75º cada uno. Un lado desigual, b, medirá: b = 20 · sen 75º El área del triángulo es: A = b · h/2, = (a · b · sen75º)/2 = (10 · 20 · sen 75º · sen 75º)/2 A = 14 cm2 58. Determina el área de un triángulo inscrito en una circunferencia de radio 3 cm, sabiendo que dos de sus lados miden 2 y 4 cm, respectivamente. Solución: Triángulo 1: A 2,234 cm2 Triángulo 2: A 0,348 cm2 Supongamos a = 2 cm y b = 4 cm. a b 2r , siendo r el radio de la circunferencia circunscrita al triángulo, senA senB tenemos: Como: sen A = 1/3 y sen B = 1/4, con lo que: A = 19º 28' 16,39'' o A = 160º 31' 43,6'' B = 14º 28' 39,04'' o B = 165º 31' 20,9'' Hay pues, dos triángulos posibles: Triángulo 1: A = 19º 28' 16,39'', B = 14º 28' 39,04'' y C =146º 3' 4,56'' Triángulo 2: A = 160º 31' 43,6'', B = 14º 28' 39,04'' y C = 4º59'37,35'' Como es área de un triángulo es A = b · h/2, = (a · b · sen C)/2 , sustituyendo se tiene que: Triángulo 1: A = (2 · 4 · sen C)/2 2,234 cm2 Triángulo 2: A = (2 · 4 · sen C)/2 0,348 cm2 59. Calcula el área del triángulo ABC representado en la siguiente figura: Solución: A = 106,88 cm2. Por el teorema del seno CB = 25 · sen 30º/sen 110 Por tanto el área: A = 25 · CB sen 40º /2 = 25 · (25 · sen 30º/sen 110)· sen 40º /2 106,88 cm2