IDENTIDADES TRIGONOMETRICAS
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Trigonometría CLASE Nº 6
Aprendizajes esperados:
• Reconocer las funciones trigonométricas en un triángulo rectángulo.
• Aplicar las funciones trigonométricas en la resolución de problemas relativos a cálculos de alturas y distancias, ángulos de elevación y de depresión.
• Calcular valores de las funciones trigonométricas.
Funciones trigonométricas en el triángulo rectángulo
Contenidos
1. Definición
3. Funciones trigonométricas para ángulos comunes
4. Definición
• Funciones trigonométricas
• Funciones inversas
2. Identidades trigonométricas
• Ángulo de elevación
• Ángulo de depresión
Funciones Trigonométricas
En un triángulo rectángulo, con un ángulo interior agudo, se puede establecer 6 razones entre las medidas de sus lados.
1. Definición
Según el dibujo, c: hipotenusa, a y b: catetos.
HipotenusaC
atet
o
Cateto
• Funciones Trigonométricas
Seno (sen):
Corresponde a la razón entre el cateto opuesto al ángulo y la hipotenusa.
Según el dibujo:
sen = cateto opuestohipotenusa
sen = ac
Coseno (cos):
Corresponde a la razón entre el cateto adyacente y la hipotenusa.
Según el dibujo:
cos = cateto adyacentehipotenusa
cos = bc
Tangente (tg):
Corresponde a la razón entre el cateto opuesto y el cateto adyacente.
Según el dibujo:
tg = cateto opuesto
cateto adyacente
tg = a
b
Cotangente (ctg):
Corresponde a la razón entre el cateto adyacente y el cateto opuesto.
Según el dibujo:
ctg = b
a
= ctg cateto adyacente
cateto opuesto
• Funciones Inversas
La cotangente es la inversa de la tangente, entonces:
ctg = 1
tg
Secante (sec):
Corresponde a la razón entre la hipotenusa y el cateto adyacente.
Según el dibujo:
sec = c
b
= sec hipotenusa
cateto adyacente
La secante es la inversa del coseno, entonces:
sec = 1
cos
Cosecante (cosec):
Corresponde a la razón entre la hipotenusa y el cateto opuesto.
Según el dibujo:
cosec = c
a
= cosec hipotenusa
cateto opuesto
La cosecante es la inversa del seno, entonces:
cosec = 1
Sen
Ejemplo:
tg = 12
9
ctg = 9
12
sec = 15
9
= cosec 15
12
cos = 915
sen = 1215
tg = 912
ctg = 12
9
sec = 15
12
cosec 15
9=
cos = 1215
sen = 915
Observación:
En el ejemplo anterior, y son los ángulos agudos del triángulo rectángulo, y por lo tanto, son complementarios ( + = 90°).
Además, se puede concluir que: sen = cos
sen = cos(90°-)
¿Qué más podríamos concluir?
Aplicación:
Si cos 20°= m, entonces:
sen 70° + 2cos 20°= m + 2m = 3m
2 Identidades trigonométricas
Una identidad trigonométrica es una igualdad que contiene razones trigonométricas y que es verdadera, cualesquiera sean los valores que se asignen a los ángulos para los cuales están definidas.
Para demostrar identidades trigonométricas se necesita conocer algunas relaciones trigonométricas fundamentales:
Ejemplos:
1. sec = 1
cos
cosec = 1
sen 2.
ctg = 1
tg3.
tg = sencos
4.
5. sen2cos2= 1
Ejemplo de demostración:
Para realizar la demostración nos basaremos en el triángulo siguiente:
Demostrar: sen2cos2= 1
Si sen = ac
cos = bc
Si
sen2 = a2
c2
cos2 = b2
c2
Luego, sen2cos2=
a2
c2b2
c2+
=c2
a2 + b2
=c2
c2
= 1
Por lo tanto: sen2cos2= 1
/ Por Pitágoras
3. Valores de las funciones trigonométricas de ángulos comunes (30°, 60° y 45°)
sen
cos
tg
30° 60°45°
12
12
1
22
22
32
32
33
3
Observa que: sen 30° = cos 60°
sen 60° = cos 30°
sen 45° = cos 45°
4. Ángulos de elevación y de depresión
Los ángulos de elevación y de depresión, son los que se forman por la línea visual y la línea horizontal.
Se llama línea visual (o de visión) a la recta imaginaria que une el ojo de un observador con el lugar observado.
A
B
línea visual
En la imagen, A observa a B
Llamamos ángulo de elevación al que forman la horizontal del observador y el lugar observado, cuando éste está situado arriba del observador.
• Ángulo de elevación
: ángulo de elevación
H : horizontal del observador
En la imagen, A observa a B.
A
B
línea visual
H
Cuando el observador está más alto lo llamaremos ángulo de depresión.
• Ángulo de depresión
En la imagen, el observador ahora está en la torre, hablaremos entonces de un ángulo de depresión.
: ángulo de depresión H : horizontal del observador
En la imagen B observa a A.
A
B
línea visual
H
Ejemplo:
1. Una piedra que está en el suelo se encuentra a 20 metros de un árbol con un ángulo de elevación de 60°. ¿Cuál es la altura del árbol?
Solución:
El árbol es perpendicular al suelo, entonces su dibujo es:
20 m
h
60°
Los datos corresponden a los catetos del triángulo rectángulo y la función trigonométrica que los relaciona es la tangente, entonces:
tg cateto opuesto
cateto adyacente=
tg h
20=
Pero la tg 60°= 3
Por lo tanto, la altura del árbol es 20 m3
h
20=3
3 = h2020 m
h
60°
2. Una persona se encuentra en la parte superior de un faro de 30 metros de altura y observa un gato que se encuentra en el techo de una casa de 5 metros de
altura, con un ángulo de depresión de 30º. ¿Cuál es la distancia entre el gato y la persona?
Los datos que se tienen corresponden al cateto opuesto y a la hipotenusa, del triángulo rectángulo formado. La función trigonométrica que los relaciona es el seno, entonces:
sen = cateto opuestohipotenusa
Como sen 30° = 12
= 25x
12
x = 50
sen 30° = 25x
30°
30°30
5
25
x
Estrategia para la resolución de ejercicios
Una persona que se encuentra a 7 metros de un árbol observa el alto de éste con un ángulo de elevación de 60°. Determine la distancia entre el observador y la punta del árbol.
7 m
x
60°
El dibujo correspondiente es:
Los datos corresponden al cateto adyacente y a la hipotenusa del triángulo; la función trigonométrica que los relaciona es el coseno, sin embargo, no es necesario utilizarlo, ya que el triángulo corresponde a la mitad de un triángulo equilátero.
Entonces x = 14 metros.
7 m
x
60°
30°
7 m
x
60°
30°
14
Los contenidos revisados anteriormente los puedes encontrar en tu libro, desde la página 235 a la 239.