Trigonometría/Texto completo
Trigonometría
[editar]La trigonometría es una rama de las matemáticas que se ocupa del estudio de las relaciones entre los lados y los ángulos de un triángulo. Este estudio da pie a considerar una serie de funciones (seno, coseno, tangente...) que dan lugar a un campo mucho más amplio que el considerado inicialmente y que se aplica sobre todo a fenómenos de tipo periódico, como son las ondas electromagnéticas. En la antigüedad, se uso para los estudios astronómicos y en agrimensura. Hoy en día, además, la trigonometría juega un papel clave en los sistemas de posicionamiento global (GPS).
Conceptos básicos
[editar]Las funciones trigonométricas se definen comúnmente como el cociente entre dos lados de un triángulo rectángulo asociado a sus ángulos. Las funciones trigonométricas son funciones cuyos valores son extensiones del concepto de razón trigonométrica en un triángulo rectángulo trazado en una circunferencia unitaria (de radio unidad). Definiciones más modernas las describen como series infinitas o como la solución de ciertas ecuaciones diferenciales, permitiendo su extensión a valores positivos y negativos, e incluso a números complejos.
Existen seis funciones trigonométricas básicas. Las últimas cuatro, se definen en relación de las dos primeras funciones, aunque se pueden definir geométricamente o por medio de sus relaciones. Algunas funciones fueron comunes antiguamente, y aparecen en las primeras tablas, pero no se utilizan actualmente ; por ejemplo el verseno (1 − cos θ) y la exsecante (sec θ − 1).
Función | Abreviatura | Equivalencias (en radianes) |
---|---|---|
Seno | sen, sin | |
Coseno | cos | |
Tangente | tan, tg | |
Cotangente | ctg (cot) | |
Secante | sec | |
Cosecante | csc (cosec) |
Definiciones respecto de un triángulo rectángulo
[editar]Para definir las razones trigonométricas del ángulo: , del vértice A, se parte de un triángulo rectángulo arbitrario que contiene a este ángulo. El nombre de los lados de este triángulo rectángulo que se usará en los sucesivo será:
- La hipotenusa (h) es el lado opuesto al ángulo recto, o lado de mayor longitud del triángulo rectángulo.
- El cateto opuesto (a) es el lado opuesto al ángulo .
- El cateto adyacente (b) es el lado adyacente al ángulo .
Todos los triángulos considerados se encuentran en el Plano Euclidiano, por lo que la suma de sus ángulos internos es igual a π radianes (o 180°). En consecuencia, en cualquier triángulo rectángulo los ángulos no rectos se encuentran entre 0 y π/2 radianes. Las definiciones que se dan a continuación definen estrictamente las funciones trigonométricas para ángulos dentro de ese rango:
1) El seno de un ángulo es la relación entre la longitud del cateto opuesto y la longitud de la hipotenusa:
El valor de esta relación no depende del tamaño del triángulo rectángulo que elijamos, siempre que tenga el mismo ángulo , en cuyo caso se trata de triángulos semejantes.
2) El coseno de un ángulo es la relación entre la longitud del cateto adyacente y la longitud de la hipotenusa:
3) La tangente de un ángulo es la relación entre la longitud del cateto opuesto y la del adyacente:
4) La cotangente de un ángulo es la relación entre la longitud del cateto adyacente y la del opuesto:
5) La secante de un ángulo es la relación entre la longitud de la hipotenusa y la longitud del cateto adyacente:
6) La cosecante de un ángulo es la relación entre la longitud de la hipotenusa y la longitud del cateto opuesto:
Funciones trigonométricas de ángulos notables
[editar]Definición para un número real cualquiera
[editar]- El artículo principal de esta categoría es Función real.
No es posible utilizar la definición dada anteriormente, un coseno de para valores de menores o iguales a 0 o valores mayores o iguales a π/2, pues no se podría construir un triángulo rectángulo tal que uno de sus ángulos mida radianes. Para definir los valores de estas funciones para valores comprendidos entre 0 y 2π, se utilizará entonces una circunferencia unitaria, centrada en el origen de coordenadas del plano cartesiano. Se definirán las funciones trigonométricas coseno y seno como la abscisa (x) y la ordenada (y), respectivamente, de un punto P de coordenadas (x, y), perteneciente a la circunferencia, siendo el ángulo, medido en radianes, entre el semieje positivo x y el segmento que une el origen con P.
Puede observarse que estas funciones toman valores entre -1 y 1. Nótese que para valores entre 0 y π/2, los valores obtenidos para el seno y el coseno con esta definición, coinciden con los obtenidos utilizando la noción de razón trigonométrica. Si el valor de x está fuera del intervalo [0,2π], puede descomponerse como x=2kπ+x' siendo k un número entero y x' un valor entre 0 y 2π. Se asignará a x los mismos valores de seno y coseno que los asignados a x', ya que puede interpretarse a x como un ángulo coterminal con x', y por lo tanto, las coordenadas del punto P serán las mismas en ambos casos.
Representación gráfica
[editar]Representación gráfica en un sistema de coordenadas cartesianas.
Teorema fundamental de la trigonometría
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Equivalencia entre las funciones trigonométricas
[editar]Seno | Coseno | Tangente | Cotangente | Secante | Cosecante | |
---|---|---|---|---|---|---|
Teorema de Thales de Mileto
[editar]Thales (o Tales) nació hacia el 625 a. C. en Mileto, una de las primeras ciudades fundadas por los griegos a orillas del mar Egeo, la cual en esa época era una de las más ricas y evolucionadas de esa zona lo que hoy es Turquia.
Establece el criterio de semejanza de lados entre tríangulos que compartían un mismo lado cómo si fuera una razón o proporción, y con el que logró medir las pirámides de Keops.
Leyenda relatada por Plutarco
[editar]Según la leyenda relatada por Plutarco,[1] Tales de Mileto en un viaje a Egipto, visitó las pirámides de Guiza (las de Keops, Kefrén y Micerino), construidas varios siglos antes. Admirado ante tan portentosos monumentos de esta civilización, quiso saber su altura. De acuerdo a la leyenda, trató este problema con semejanza de triángulos (y bajo la suposición de que los rayos solares incidentes eran paralelos), pudo establecer una relación de semejanza (teorema primero de Tales) entre dos triángulos rectángulos, por un lado el que tiene por catetos (C y D) a la longitud de la sombra de la pirámide (conocible) y la longitud de su altura (desconocida), y por otro lado, valiéndose de una vara (clavada en el suelo de modo perfectamente vertical) cuyos catetos conocibles (A y B) son, la longitud de la vara y la longitud de su sombra. Realizando las mediciones en una hora del día en que la sombra de la vara sea perpendicular a la base de la cara desde la cual medía la sombra de la pirámide y agregando a su sombra la mitad de la longitud de una de las caras, obtenía la longitud total C de la sombra de la pirámide hasta el centro de la misma.
Como en triángulos semejantes, se cumple que , por lo tanto la altura de la pirámide es , con lo cual resolvió el problema.
Primer Teorema (Semejanza entre tríangulos por líneas paralelas)
[editar]Si en un triángulo se traza una línea paralela a cualquiera de sus lados, se obtiene un triángulo que es semejante al triángulo dado.
Demostraciones
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Cuando dos rectas paralelas cortan a dos rectas secantes, determinan en éstas segmentos proporcionales.
Al cortar los lados de un ángulo cualquiera por dos paralelas, los segmentos de los lados del ángulo determinados por las paralelas son proporcionales.
Entonces:
=
Al cortar los lados de un ángulo cualquiera por dos paralelas, los segmentos que se forman desde el vértice a los puntos de intersección de las paralelas son proporcionales entre sí.
Entonces:
=
Al cortar los lados de un ángulo cualquiera por dos paralelas, éstas son entre sí como los segmentos medios desde el vértice a las paralelas.
= =
Este mismo teorema se aplica a paralelas que cortan líneas que están conectadas a un mísmo vértice, donde podemos aplicar la siguiente proporción;
= =
Con tres o más rectas
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Al cortar dos o más rectas por tres o más paralelas, los segmentos determinados sobre las rectas son proporcionales entre sí.
= =
Reciproco
[editar]Si dos o más rectas determinan segmentos proporcionales sobre dos transversales, entonces las rectas son paralelas entre sí.
Segundo Teorema
[editar]El ángulo inscrito en un semicircunferencia es recto (90°).
Demostración
[editar]En la circunferencia de centro O y radio r (véase fig 2.3), los segmentos
- OA , OB y OC
- OA , OB y OC
son iguales por ser todos radios de la misma circunferencia.
Por lo tanto los triángulos AOB y BOC son isósceles.
La suma de los ángulos del triángulo ABC es:
Dividiendo ambos miembros de la ecuación anterior por dos, se obtiene:
Con la expresión anterior el segundo teorema queda demostrado.
Corolarios
[editar]En todo triángulo rectángulo la longitud de la mediana correspondiente a la hipotenusa es siempre la mitad de la misma.
Ya que aplicando el teorema anterior, se sabe que para cualquier posición que adopte el vértice B vale la igualdad, OA = OB = OC = r, donde OB es la mediana de la hipotenusa, (véase fig 2.3).
“La circunferencia circunscripta a todo triángulo rectángulo siempre tiene radio igual a la mitad de la hipotenusa y su circuncentro se ubicará en el punto medio de la misma.
Fuentes
[editar]https://www.portaleducativo.net/segundo-medio/39/teorema-de-thales
http://enebro.pntic.mec.es/~jhep0004/Paginas/ElenManu/thales_de_mileto.htm
Teorema de Pitagoras
[editar]El teorema de Pitágoras establece que en todo triángulo rectángulo, el cuadrado de la longitud de la hipotenusa y ademas es igual a la suma de los cuadrados de las respectivas longitudes de los catetos. Es la proposición más conocida, entre otras, de las que tienen nombre propio de la matemática.
En todo triángulo rectángulo el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de los catetos.
Si un triángulo rectángulo tiene catetos de longitudes y , y la medida de la hipotenusa es , se formula que:
De la ecuación se deducen fácilmente tres corolarios de verificación algebraica y aplicación práctica:
Historia
[editar]El Teorema de Pitágoras puede haberse conocido mucho antes del nacimiento de Pitágoras, pero fue comprobado en el siglo VI antes de cristo (a.c) por el matemático Pitágoras.
Respecto de los babilonios hay esta nota:
Desde el punto de vista matemático, las novedades más importantes que registran los textos babilónicos se refieren a la solución algebraica de ecuaciones lineales y cuadráticas, y el conocimiento del llamado "teorema de Pitágoras" y de sus consecuencias numéricas. |
El teorema de Pitágoras tiene este nombre porque su demostración, sobre todo, es esfuerzo de la mística escuela pitagórica. Anteriormente, en Mesopotamia y el Antiguo Egipto se conocían ternas de valores que se correspondían con los lados de un triángulo rectángulo, y se utilizaban para resolver problemas referentes a los citados triángulos, tal como se indica en algunas tablillas y papiros. Sin embargo, no ha perdurado ningún documento que exponga teóricamente su relación.[3] La pirámide de Kefrén, datada en el siglo XXVI a. C., fue la primera gran pirámide que se construyó basándose en el llamado triángulo sagrado egipcio, de proporciones 3-4-5.
Designaciones convencionales
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Vértices | |||
Lados (como segmento) | |||
Lados (como longitud) | |||
Ángulos |
Ejemplos de uso
[editar]- Para calcular la longitud e de una escalera; se conoce la altura h del muro a alcanzar; la distancia p desde la línea suelo muro al pie de la escalera. Se cumple la ecuación ; se despeja el valor de e, mediante
- En la geometría analítica plana, para hallar la distancia entre los puntos con la igualdad
- En trigonometría para demostrar la identidad fundamental entre el seno y coseno.
Demostraciones
[editar]China: El Zhou Bi Suan Jing, y el Jiu Zhang Suan Shu
[editar]El Zhou Bi es una obra matemática de datación discutida en algunos lugares, aunque se acepta mayoritariamente que fue escrita entre el 500 y el Plantilla:AC Se cree que Pitágoras no conoció esta obra. En cuanto al Jiu Zhang parece que es posterior, está fechado en torno al año Plantilla:AC
El Zhou Bi demuestra el teorema construyendo un cuadrado de lado (a+b) que se parte en cuatro triángulos de base a y altura b, y un cuadrado de lado c.
- Demostración
Sea el triángulo rectángulo de catetos a y b e hipotenusa c. Se trata de demostrar que el área del cuadrado de lado c es igual a la suma de las áreas de los cuadrados de lado a y lado b. Es decir:
Si añadimos tres triángulos iguales al original dentro del cuadrado de lado c formando la figura mostrada en la imagen, obtenemos un cuadrado de menor tamaño. Se puede observar que el cuadrado resultante tiene efectivamente un lado de b - a. Luego, el área de este cuadrado menor puede expresarse de la siguiente manera:
Ya que .
Es evidente que el área del cuadrado de lado c es la suma del área de los cuatro triángulos de altura a y base b que están dentro de él más el área del cuadrado menor:
Con lo cual queda demostrado el teorema.
Demostraciones supuestas de Pitágoras
[editar]Se estima que se demostró el teorema mediante semejanza de triángulos: sus lados homólogos son proporcionales.[4]
Sea el triángulo ABC, rectángulo en C. El segmento CH es la altura relativa a la hipotenusa, en la que determina los segmentos a’ y b’, proyecciones en ella de los catetos a y b, respectivamente.
Los triángulos rectángulos ABC, AHC y BHC tienen sus tres bases iguales: todos tienen dos bases en común, y los ángulos agudos son iguales bien por ser comunes, bien por tener sus lados perpendiculares. En consecuencia dichos triángulos son semejantes.
- De la semejanza entre ABC y AHC:
y dos triángulos son semejantes si hay dos o más ángulos congruentes.
- De la semejanza entre ABC y BHC:
Los resultados obtenidos son el teorema del cateto. Sumando:
Pero , por lo que finalmente resulta:
Pitágoras también pudo haber demostrado el teorema basándose en la relación entre las superficies de figuras semejantes.
Los triángulos PQR y PST son semejantes, de manera que:
siendo r la razón de semejanza entre dichos triángulos. Si ahora buscamos la relación entre sus superficies:
obtenemos después de simplificar que:
pero siendo la razón de semejanza, está claro que:
Es decir, "la relación entre las superficies de dos figuras semejantes es igual al cuadrado de la razón de semejanza".
Aplicando ese principio a los triángulos rectángulos semejantes ACH y BCH tenemos que:
que de acuerdo con las propiedades de las proporciones da:
- (I)
y por la semejanza entre los triángulos ACH y ABC resulta que:
pero según (I) , así que:
y por lo tanto:
quedando demostrado el teorema de Pitágoras.
Es asimismo posible que Pitágoras hubiera obtenido una demostración gráfica del teorema.
Partiendo de la configuración inicial, con el triángulo rectángulo de lados a, b, c, y los cuadrados correspondientes a catetos e hipotenusa –izquierda-, se construyen dos cuadrados diferentes:
- Uno de ellos –centro– está formado por los cuadrados de los catetos, más cuatro triángulos rectángulos iguales al triángulo inicial.
- El otro cuadrado –derecha– lo conforman los mismos cuatro triángulos, y el cuadrado de la hipotenusa.
Si a cada uno de estos cuadrados les quitamos los triángulos, evidentemente el área del cuadrado gris () equivale a la de los cuadrados amarillo y azul (), habiéndose demostrado el teorema de Pitágoras.
Funciones Trigonométricas
[editar]Funciones trigonométricas de ángulo doble
[editar]Sabiendo las funciones trigonométricas de la suma de dos ángulos, se pueden determinar las funciones trigonométricas de ángulo doble al plantear que
Para la fórmula del coseno del ángulo doble se pueden presentar otras dos formas alternativas con el uso de las identidades pitagóricas: Convirtiendo a términos de , o convirtiendo a términos de :
Para la tangente del ángulo doble se procede de la misma manera:
Para productos de dos funciones sinusoidales complementarias, se tiene que:
Y para el caso alternativo:
Funciones trigonométricas inversas
[editar]Las tres funciones trigonométricas inversas comúnmente usadas son:
- Arcoseno es la función inversa del seno de un ángulo. El significado geométrico es: el arco cuyo seno es dicho valor.
La función arcoseno real es una función , es decir, no está definida para cualquier número real. Esta función puede expresarse mediante la siguiente serie de Taylor:
- Arcocoseno es la función inversa del coseno de un ángulo. El significado geométrico es: el arco cuyo coseno es dicho valor.
Es una función similar a la anterior, de hecho puede definirse como:
- Arcotangente es la función inversa de la tangente de un ángulo. El significado geométrico es: el arco cuya tangente es dicho valor.
A diferencia de las anteriores la función arcotangente está definida para todos los reales. Su expresión en forma de serie es:
Representación gráfica
[editar]Tabla trigonométrica
[editar]El uso de la trigonometría en los cálculos de geometría exige el poder calcular sus variables con cierta precisión, una forma de hacer estos cálculos es mediante el uso de la tabla trigonométrica o tabla de senos, estas tablas son una herramienta sencilla y de uso muy general.
Veamos una tabla trigonométrica y su modo de uso, para el calculo de las funciones trigonométricas.
La tabla
[editar]Esta tabla de doble entrada determina el seno de un ángulo, dado en grados sexagesimales, desde 0 a 45 grados, a intervalos de 0,1 grado o 6 minutos de grado, según se puede ver en las dos filas superiores, en la primera como el primer decimal, y en la segunda como minutos de grado.
En la columna de la izquierda vienen los grados, en la fila superior las fracciones de grado en intervalos de 0,1 de grado, o en minutos a intervalos de 6 minutos, de grado sexagesimales, donde se cruzan la fila y columna correspondientes podemos encontrar el valor del seno del ángulo, expresado con seis cifras decimales, separadas de tres en tres por un espacio en blanco, para facilitar la lectura.
g\m | 0 | 6 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 | 42 | 48 | 54 |
Sin(x) | 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 |
0 | 0,000 000 | 0,001 745 | 0,003 491 | 0,005 236 | 0,006 981 | 0,008 727 | 0,010 472 | 0,012 217 | 0,013 962 | 0,015 707 |
1 | 0,017 452 | 0,019 197 | 0,020 942 | 0,022 687 | 0,024 432 | 0,026 177 | 0,027 922 | 0,029 666 | 0,031 411 | 0,033 155 |
2 | 0,034 899 | 0,036 644 | 0,038 388 | 0,040 132 | 0,041 876 | 0,043 619 | 0,045 363 | 0,047 106 | 0,048 850 | 0,050 593 |
3 | 0,052 336 | 0,054 079 | 0,055 822 | 0,057 564 | 0,059 306 | 0,061 049 | 0,062 791 | 0,064 532 | 0,066 274 | 0,068 015 |
4 | 0,069 756 | 0,071 497 | 0,073 238 | 0,074 979 | 0,076 719 | 0,078 459 | 0,080 199 | 0,081 939 | 0,083 678 | 0,085 417 |
5 | 0,087 156 | 0,088 894 | 0,090 633 | 0,092 371 | 0,094 108 | 0,095 846 | 0,097 583 | 0,099 320 | 0,101 056 | 0,102 793 |
6 | 0,104 528 | 0,106 264 | 0,107 999 | 0,109 734 | 0,111 469 | 0,113 203 | 0,114 937 | 0,116 671 | 0,118 404 | 0,120 137 |
7 | 0,121 869 | 0,123 601 | 0,125 333 | 0,127 065 | 0,128 796 | 0,130 526 | 0,132 256 | 0,133 986 | 0,135 716 | 0,137 445 |
8 | 0,139 173 | 0,140 901 | 0,142 629 | 0,144 356 | 0,146 083 | 0,147 809 | 0,149 535 | 0,151 261 | 0,152 986 | 0,154 710 |
9 | 0,156 434 | 0,158 158 | 0,159 881 | 0,161 604 | 0,163 326 | 0,165 048 | 0,166 769 | 0,168 489 | 0,170 209 | 0,171 929 |
10 | 0,173 648 | 0,175 367 | 0,177 085 | 0,178 802 | 0,180 519 | 0,182 236 | 0,183 951 | 0,185 667 | 0,187 381 | 0,189 095 |
11 | 0,190 809 | 0,192 522 | 0,194 234 | 0,195 946 | 0,197 657 | 0,199 368 | 0,201 078 | 0,202 787 | 0,204 496 | 0,206 204 |
12 | 0,207 912 | 0,209 619 | 0,211 325 | 0,213 030 | 0,214 735 | 0,216 440 | 0,218 143 | 0,219 846 | 0,221 548 | 0,223 250 |
13 | 0,224 951 | 0,226 651 | 0,228 351 | 0,230 050 | 0,231 748 | 0,233 445 | 0,235 142 | 0,236 838 | 0,238 533 | 0,240 228 |
14 | 0,241 922 | 0,243 615 | 0,245 307 | 0,246 999 | 0,248 690 | 0,250 380 | 0,252 069 | 0,253 758 | 0,255 446 | 0,257 133 |
15 | 0,258 819 | 0,260 505 | 0,262 189 | 0,263 873 | 0,265 556 | 0,267 238 | 0,268 920 | 0,270 600 | 0,272 280 | 0,273 959 |
16 | 0,275 637 | 0,277 315 | 0,278 991 | 0,280 667 | 0,282 341 | 0,284 015 | 0,285 688 | 0,287 361 | 0,289 032 | 0,290 702 |
17 | 0,292 372 | 0,294 040 | 0,295 708 | 0,297 375 | 0,299 041 | 0,300 706 | 0,302 370 | 0,304 033 | 0,305 695 | 0,307 357 |
18 | 0,309 017 | 0,310 676 | 0,312 335 | 0,313 992 | 0,315 649 | 0,317 305 | 0,318 959 | 0,320 613 | 0,322 266 | 0,323 917 |
19 | 0,325 568 | 0,327 218 | 0,328 867 | 0,330 514 | 0,332 161 | 0,333 807 | 0,335 452 | 0,337 095 | 0,338 738 | 0,340 380 |
20 | 0,342 020 | 0,343 660 | 0,345 298 | 0,346 936 | 0,348 572 | 0,350 207 | 0,351 842 | 0,353 475 | 0,355 107 | 0,356 738 |
21 | 0,358 368 | 0,359 997 | 0,361 625 | 0,363 251 | 0,364 877 | 0,366 501 | 0,368 125 | 0,369 747 | 0,371 368 | 0,372 988 |
22 | 0,374 607 | 0,376 224 | 0,377 841 | 0,379 456 | 0,381 070 | 0,382 683 | 0,384 295 | 0,385 906 | 0,387 516 | 0,389 124 |
23 | 0,390 731 | 0,392 337 | 0,393 942 | 0,395 546 | 0,397 148 | 0,398 749 | 0,400 349 | 0,401 948 | 0,403 545 | 0,405 142 |
24 | 0,406 737 | 0,408 330 | 0,409 923 | 0,411 514 | 0,413 104 | 0,414 693 | 0,416 281 | 0,417 867 | 0,419 452 | 0,421 036 |
25 | 0,422 618 | 0,424 199 | 0,425 779 | 0,427 358 | 0,428 935 | 0,430 511 | 0,432 086 | 0,433 659 | 0,435 231 | 0,436 802 |
26 | 0,438 371 | 0,439 939 | 0,441 506 | 0,443 071 | 0,444 635 | 0,446 198 | 0,447 759 | 0,449 319 | 0,450 878 | 0,452 435 |
27 | 0,453 990 | 0,455 545 | 0,457 098 | 0,458 650 | 0,460 200 | 0,461 749 | 0,463 296 | 0,464 842 | 0,466 387 | 0,467 930 |
28 | 0,469 472 | 0,471 012 | 0,472 551 | 0,474 088 | 0,475 624 | 0,477 159 | 0,478 692 | 0,480 223 | 0,481 754 | 0,483 282 |
29 | 0,484 810 | 0,486 335 | 0,487 860 | 0,489 382 | 0,490 904 | 0,492 424 | 0,493 942 | 0,495 459 | 0,496 974 | 0,498 488 |
30 | 0,500 000 | 0,501 511 | 0,503 020 | 0,504 528 | 0,506 034 | 0,507 538 | 0,509 041 | 0,510 543 | 0,512 043 | 0,513 541 |
31 | 0,515 038 | 0,516 533 | 0,518 027 | 0,519 519 | 0,521 010 | 0,522 499 | 0,523 986 | 0,525 472 | 0,526 956 | 0,528 438 |
32 | 0,529 919 | 0,531 399 | 0,532 876 | 0,534 352 | 0,535 827 | 0,537 300 | 0,538 771 | 0,540 240 | 0,541 708 | 0,543 174 |
33 | 0,544 639 | 0,546 102 | 0,547 563 | 0,549 023 | 0,550 481 | 0,551 937 | 0,553 392 | 0,554 844 | 0,556 296 | 0,557 745 |
34 | 0,559 193 | 0,560 639 | 0,562 083 | 0,563 526 | 0,564 967 | 0,566 406 | 0,567 844 | 0,569 280 | 0,570 714 | 0,572 146 |
35 | 0,573 576 | 0,575 005 | 0,576 432 | 0,577 858 | 0,579 281 | 0,580 703 | 0,582 123 | 0,583 541 | 0,584 958 | 0,586 372 |
36 | 0,587 785 | 0,589 196 | 0,590 606 | 0,592 013 | 0,593 419 | 0,594 823 | 0,596 225 | 0,597 625 | 0,599 024 | 0,600 420 |
37 | 0,601 815 | 0,603 208 | 0,604 599 | 0,605 988 | 0,607 376 | 0,608 761 | 0,610 145 | 0,611 527 | 0,612 907 | 0,614 285 |
38 | 0,615 661 | 0,617 036 | 0,618 408 | 0,619 779 | 0,621 148 | 0,622 515 | 0,623 880 | 0,625 243 | 0,626 604 | 0,627 963 |
39 | 0,629 320 | 0,630 676 | 0,632 029 | 0,633 381 | 0,634 731 | 0,636 078 | 0,637 424 | 0,638 768 | 0,640 110 | 0,641 450 |
40 | 0,642 788 | 0,644 124 | 0,645 458 | 0,646 790 | 0,648 120 | 0,649 448 | 0,650 774 | 0,652 098 | 0,653 421 | 0,654 741 |
41 | 0,656 059 | 0,657 375 | 0,658 689 | 0,660 002 | 0,661 312 | 0,662 620 | 0,663 926 | 0,665 230 | 0,666 532 | 0,667 833 |
42 | 0,669 131 | 0,670 427 | 0,671 721 | 0,673 013 | 0,674 302 | 0,675 590 | 0,676 876 | 0,678 160 | 0,679 441 | 0,680 721 |
43 | 0,681 998 | 0,683 274 | 0,684 547 | 0,685 818 | 0,687 088 | 0,688 355 | 0,689 620 | 0,690 882 | 0,692 143 | 0,693 402 |
44 | 0,694 658 | 0,695 913 | 0,697 165 | 0,698 415 | 0,699 663 | 0,700 909 | 0,702 153 | 0,703 395 | 0,704 634 | 0,705 872 |
45 | 0,707 107 | 0,708 340 | 0,709 571 | 0,710 799 | 0,712 026 | 0,713 250 | 0,714 473 | 0,715 693 | 0,716 911 | 0,718 126 |
Ejemplo: cual es el seno de 5,4 grados, o lo que es lo mismo el seno de 5°24′:
en la fila del cinco, y la columna del 0,4 tenemos:
Para otros valores
[editar]En la tabla podemos encontrar el seno de un ángulo comprendido entre 0 y 45 grados, naturalmente podría confeccionarse una tabla hasta 90 grados, pero esto no es necesario, porque como vamos a ver se puede determinar los valores para ángulos superiores a 45, así como el valor del coseno y de la tangente
Partiendo de un triángulo ABC, rectángulo en C, podemos ver las siguientes relaciones:
Según la definición de las funciones seno y coseno:
por el Teorema de Pitágoras:
y al ser ángulos complementarios:
Con esta cuatro relaciones y la tabla anterior podemos determinar los valores de las funciones.
sin(α): y 45 < α < 90
[editar]Partiendo de la relación [3]:
y dividiendo por c al cuadrado, tenemos:
esto es:
sustituyendo de [1] y [2]:
sustituyendo de [4], tenemos:
ordenando términos:
y por fin:
con lo que partiendo de un comprendido entre 45 y 90 grados su seno es la raíz cuadrada de 1 menos el cuadrado del seno de 90 menos , donde se puede buscar en la tabla.
Ejemplo
[editar]Cual es el seno de 50,6°.
Como 50,6° es mayor de 45°, aplicamos la expresión:
con
operando:
en la tabla tenemos el valor del seno:
para sustituir en la ecuación:
operando y haciendo los cálculos tenemos, por fin:
cos(α): y 0 < α < 45
[editar]Como en el caso anterior partiendo de la relación [3]:
y dividiendo por c al cuadrado:
que resulta:
sustituyendo de [1] y de [2] el coseno:
ordenando términos:
que da por resultado:
pudiéndose calcular para un comprendido entre 0 y 45 grados, a partir de que encontramos en la tabla.
Ejemplo
[editar]Cual es el coseno de 12°24′, esto es:
según lo anterior:
que en este caso:
buscando en la tabla, tenemos el valor del seno:
sustituyendo el valor del seno en la expresión:
realizando las operaciones, da como resultado:
que es el valor del coseno buscado.
cos(α): y 45 < α < 90
[editar]Este caso es muy sencillo, partimos de las relaciones [2] y [4]:
y sustituyendo: en [2] tenemos que:
con lo que obtenemos el coseno de un ángulo comprendido entre 45 y 90°, partiendo de la tabla de senos.
Ejemplo
[editar]Cual es el coseno de 75°.
Según la expresión anterior:
esto es:
buscando en la tabla tenemos que:
que es la solución al problema planteado.
tan(α): y 0 < α < 45
[editar]Para el calculo de la tangente usaremos la expresión:
empleando las deducciones del seno y el coseno hecho ya en las secciones anteriores, para un ángulo comprendido entre 0 y 45° tendremos que:
Ejemplo
[editar]Cual es la tangente de 32,1°.
Según lo anterior, tenemos:
Mirando en la tabla el valor del seno, tenemos que:
que sustituyéndolo en la expresión tenemos:
operando:
que por fin da:
tan(α): y 45 < α < 90
[editar]Del mismo modo podemos determinar la tangente de un ángulo comprendido entre 45 y 90°:
ampliando la raíz al denominador:
descomponiendo la fracción:
simplificando tenemos:
esta expresión, nos permite calcular la tangente partiendo de la tabla de senos.
Ejemplo
[editar]Cuanto vale la tangente de 53°
Al ser la tangente de un ángulo comprendido entre 45 y 90°, tenemos que:
operando:
de la tabla sacamos:
sustituyendo este valor:
operando:
esto es:
y por fin, realizando la raíz, tenemos:
que es el valor solicitado.
Enlaces externos
[editar]- Tablas Matemáticas de David: Tablas de Trigonometría
- TABLA DE FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS
- Tabla de funciones trigonométricas
Fórmula de Euler
[editar]La fórmula de Euler o relación de Euler, atribuida a Leonhard Euler, establece el teorema, en el que:
para todo número real x, que representa un ángulo en el plano complejo. Aquí, e es la base del logaritmo natural, i es la unidad imaginaria, y son las funciones trigonométricas seno y coseno.
O bien se suele expresar como:
siendo la variable compleja definida por
Seno y coseno, funciones complejas
[editar]El seno y coseno se definen en matemática compleja, gracias a la fórmula de Euler como:
Por lo tanto, la tangente quedará definida como:
Siendo .
Circunferencia Unitaria
[editar]La circunferencia goniométrica, trigonométrica, unitaria o «círculo unidad» es una circunferencia de radio uno, normalmente con su centro en el origen (0, 0) de un sistema de coordenadas, de un plano euclídeo o complejo.
Dicha circunferencia se utiliza con el fin de poder estudiar fácilmente las razones trigonométricas y funciones trigonométricas, mediante la representación de triángulos rectángulos auxiliares.
Si (x, y) es un punto de la circunferencia unidad del primer cuadrante, entonces x e y son las longitudes de los catetos de un triángulo rectángulo cuya hipotenusa tiene longitud 1. Aplicando el teorema de Pitágoras, x e y satisfacen la ecuación:
Funciones trigonométricas en la circunferencia unitaria
[editar]Si (x, y) es un punto de la circunferencia unidad, y el radio que tiene el origen en (0, 0), forma un ángulo con el eje X, las principales funciones trigonométricas se pueden representar como razón de segmentos asociados a triángulos rectángulos auxiliares, de la siguiente manera:
El seno es la razón entre el cateto opuesto (a) y la hipotenusa (c)
y dado que la hipotenusa es igual al radio, que tiene valor = 1, se deduce:
El coseno es la razón entre el cateto adyacente (b) y la hipotenusa (c)
y como la hipotenusa tiene valor = 1, se deduce:
La tangente es la razón entre el cateto opuesto y el adyacente
Por semejanza de triángulos: AE / AC = OA / OC
como OA = 1, se deduce que: AE = AC / OC
Funciones trigonométricas recíprocas
[editar]La cosecante, la secante y la cotangente, son las razones trigonométricas recíprocas del seno, coseno y tangente:
Los valores de la cotangente, la secante y la cosecante se obtienen, análogamente, mediante semejanza de triángulos.
Topología
[editar]En topología, a la circunferencia unitaria (también denominado disco unidad) se la clasifica como S1; la generalización para una dimensión más es la esfera unidad S2.
Véase también
[editar]- Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Trigonometría/Texto completo.
- Medida de ángulos
- Razones trigonométricas
Análisis de funciones trigonométricas
[editar]Función del seno
[editar]- Función:
Dominio:
Recorrido:
Período:
Continuidad:
Creciente en:
Decreciente en:
Máximos:
Mínimos:
Impar:
Corte con el eje x:
Corte con el eje y:
Función del coseno
[editar]- Función:
Dominio:
Recorrido:
Período:
Continuidad:
Creciente en:
Decreciente en:
Máximos:
Mínimos:
Par:
Corte con el eje x:
Corte con el eje y:
Función de la tangente
[editar]- Función
Dominio:
Recorrido:
Continuidad:
Período:
Creciente en:
Máximos: No tiene.
Mínimos: No tiene.
Impar:
Cortes con el eje x:
Corte con el eje y:
Función de la cosecante
[editar]La función de la cosecante es la inversa del seno:
- Función
Dominio:
Recorrido:
Período:
Continuidad:
Creciente en:
Decreciente en:
Máximos: Propiedades
Mínimos: Propiedades
Impar:
Cortes con el eje x: No corta
Corte con el eje y: No corta
Función de la secante
[editar]La función de la secante es la inversa de coseno:
- Función
Dominio:
Recorrido:
Período:
Continuidad:
Creciente en:
Decreciente en:
Máximos: Propiedades
Mínimos: Propiedades
Par:
Cortes con el eje x: No corta
Corte con el eje y:
Función de la cotangente
[editar]La función de la cotangente es la inversa de la tangente:
- función
Dominio:
Recorrido:
Continuidad:
Período:
Decreciente en:
Máximos: No tiene.
Mínimos: No tiene.
Impar:
Cortes con el eje x:
Corte con el eje y: no existe
Tabla de senos
[editar]Tabla de senos g\m 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 Sin(x) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 0,000 000 0,001 745 0,003 491 0,005 236 0,006 981 0,008 727 0,010 472 0,012 217 0,013 962 0,015 707 1 0,017 452 0,019 197 0,020 942 0,022 687 0,024 432 0,026 177 0,027 922 0,029 666 0,031 411 0,033 155 2 0,034 899 0,036 644 0,038 388 0,040 132 0,041 876 0,043 619 0,045 363 0,047 106 0,048 850 0,050 593 3 0,052 336 0,054 079 0,055 822 0,057 564 0,059 306 0,061 049 0,062 791 0,064 532 0,066 274 0,068 015 4 0,069 756 0,071 497 0,073 238 0,074 979 0,076 719 0,078 459 0,080 199 0,081 939 0,083 678 0,085 417 5 0,087 156 0,088 894 0,090 633 0,092 371 0,094 108 0,095 846 0,097 583 0,099 320 0,101 056 0,102 793 6 0,104 528 0,106 264 0,107 999 0,109 734 0,111 469 0,113 203 0,114 937 0,116 671 0,118 404 0,120 137 7 0,121 869 0,123 601 0,125 333 0,127 065 0,128 796 0,130 526 0,132 256 0,133 986 0,135 716 0,137 445 8 0,139 173 0,140 901 0,142 629 0,144 356 0,146 083 0,147 809 0,149 535 0,151 261 0,152 986 0,154 710 9 0,156 434 0,158 158 0,159 881 0,161 604 0,163 326 0,165 048 0,166 769 0,168 489 0,170 209 0,171 929 10 0,173 648 0,175 367 0,177 085 0,178 802 0,180 519 0,182 236 0,183 951 0,185 667 0,187 381 0,189 095 11 0,190 809 0,192 522 0,194 234 0,195 946 0,197 657 0,199 368 0,201 078 0,202 787 0,204 496 0,206 204 12 0,207 912 0,209 619 0,211 325 0,213 030 0,214 735 0,216 440 0,218 143 0,219 846 0,221 548 0,223 250 13 0,224 951 0,226 651 0,228 351 0,230 050 0,231 748 0,233 445 0,235 142 0,236 838 0,238 533 0,240 228 14 0,241 922 0,243 615 0,245 307 0,246 999 0,248 690 0,250 380 0,252 069 0,253 758 0,255 446 0,257 133 15 0,258 819 0,260 505 0,262 189 0,263 873 0,265 556 0,267 238 0,268 920 0,270 600 0,272 280 0,273 959 16 0,275 637 0,277 315 0,278 991 0,280 667 0,282 341 0,284 015 0,285 688 0,287 361 0,289 032 0,290 702 17 0,292 372 0,294 040 0,295 708 0,297 375 0,299 041 0,300 706 0,302 370 0,304 033 0,305 695 0,307 357 18 0,309 017 0,310 676 0,312 335 0,313 992 0,315 649 0,317 305 0,318 959 0,320 613 0,322 266 0,323 917 19 0,325 568 0,327 218 0,328 867 0,330 514 0,332 161 0,333 807 0,335 452 0,337 095 0,338 738 0,340 380 20 0,342 020 0,343 660 0,345 298 0,346 936 0,348 572 0,350 207 0,351 842 0,353 475 0,355 107 0,356 738 21 0,358 368 0,359 997 0,361 625 0,363 251 0,364 877 0,366 501 0,368 125 0,369 747 0,371 368 0,372 988 22 0,374 607 0,376 224 0,377 841 0,379 456 0,381 070 0,382 683 0,384 295 0,385 906 0,387 516 0,389 124 23 0,390 731 0,392 337 0,393 942 0,395 546 0,397 148 0,398 749 0,400 349 0,401 948 0,403 545 0,405 142 24 0,406 737 0,408 330 0,409 923 0,411 514 0,413 104 0,414 693 0,416 281 0,417 867 0,419 452 0,421 036 25 0,422 618 0,424 199 0,425 779 0,427 358 0,428 935 0,430 511 0,432 086 0,433 659 0,435 231 0,436 802 26 0,438 371 0,439 939 0,441 506 0,443 071 0,444 635 0,446 198 0,447 759 0,449 319 0,450 878 0,452 435 27 0,453 990 0,455 545 0,457 098 0,458 650 0,460 200 0,461 749 0,463 296 0,464 842 0,466 387 0,467 930 28 0,469 472 0,471 012 0,472 551 0,474 088 0,475 624 0,477 159 0,478 692 0,480 223 0,481 754 0,483 282 29 0,484 810 0,486 335 0,487 860 0,489 382 0,490 904 0,492 424 0,493 942 0,495 459 0,496 974 0,498 488 30 0,500 000 0,501 511 0,503 020 0,504 528 0,506 034 0,507 538 0,509 041 0,510 543 0,512 043 0,513 541 31 0,515 038 0,516 533 0,518 027 0,519 519 0,521 010 0,522 499 0,523 986 0,525 472 0,526 956 0,528 438 32 0,529 919 0,531 399 0,532 876 0,534 352 0,535 827 0,537 300 0,538 771 0,540 240 0,541 708 0,543 174 33 0,544 639 0,546 102 0,547 563 0,549 023 0,550 481 0,551 937 0,553 392 0,554 844 0,556 296 0,557 745 34 0,559 193 0,560 639 0,562 083 0,563 526 0,564 967 0,566 406 0,567 844 0,569 280 0,570 714 0,572 146 35 0,573 576 0,575 005 0,576 432 0,577 858 0,579 281 0,580 703 0,582 123 0,583 541 0,584 958 0,586 372 36 0,587 785 0,589 196 0,590 606 0,592 013 0,593 419 0,594 823 0,596 225 0,597 625 0,599 024 0,600 420 37 0,601 815 0,603 208 0,604 599 0,605 988 0,607 376 0,608 761 0,610 145 0,611 527 0,612 907 0,614 285 38 0,615 661 0,617 036 0,618 408 0,619 779 0,621 148 0,622 515 0,623 880 0,625 243 0,626 604 0,627 963 39 0,629 320 0,630 676 0,632 029 0,633 381 0,634 731 0,636 078 0,637 424 0,638 768 0,640 110 0,641 450 40 0,642 788 0,644 124 0,645 458 0,646 790 0,648 120 0,649 448 0,650 774 0,652 098 0,653 421 0,654 741 41 0,656 059 0,657 375 0,658 689 0,660 002 0,661 312 0,662 620 0,663 926 0,665 230 0,666 532 0,667 833 42 0,669 131 0,670 427 0,671 721 0,673 013 0,674 302 0,675 590 0,676 876 0,678 160 0,679 441 0,680 721 43 0,681 998 0,683 274 0,684 547 0,685 818 0,687 088 0,688 355 0,689 620 0,690 882 0,692 143 0,693 402 44 0,694 658 0,695 913 0,697 165 0,698 415 0,699 663 0,700 909 0,702 153 0,703 395 0,704 634 0,705 872 45 0,707 107 0,708 340 0,709 571 0,710 799 0,712 026 0,713 250 0,714 473 0,715 693 0,716 911 0,718 126
Bibliografía
[editar]Bibliografía
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- Autor: Pijuan Voltas, Alberto
- editor: Pijuan Voltas, Alberto
- id: ISBN 978-84-4041-697-1
- título: Matemáticas: geometría y trigonometría [Monografía] (1987)
- Autor: Rosa del Barrio, Antonio de la
- editor: Ingelek, S. A.
- id: ISBN 978-84-7708-096-1
- título: Trigonometría. Qué fácil [Monografía] (1987)
- Autor: Pijuan Voltas, Alberto
- editor: Pijuan Voltas, Alberto
- id: ISBN 978-84-4041-164-8
- título: Mil problemas de aritmética, álgebra, geometría, trigonometría (1985)
- Autor: Antonov, N.
- editor: Paraninfo Cengage Learning
- id: ISBN 978-84-2830-866-3
- título: Trigonometría activa: 2 BUP (1985)
- Autor: Domínguez Muro, Mariano
- editor: Universidad de Salamanca. Ediciones Universidad Salamanca
- id: ISBN 978-84-7800-056-2
- título: Apuntes de matemáticas. Tomo 1. Trigonometría y complejos (1984)
- Autor: Tarapiella Pérez, Eduardo
- editor: AUTOR-EDITOR 16
- id: ISBN 978-84-3982-449-7
- título: Curso de álgebra y trigonometría. (Fascículos) [Monografía] (1975)
- Autor:
- editor: Centro Técnico Profesional
- id: ISBN 978-84-4008-765-2
- título: Curso de álgebra y trigonometría [Monografía] (1975)
- Autor:
- editor: Centro Técnico Profesional
- id: ISBN 978-84-4008-764-5
- título: Geometría y Trigonometría. (Escuelas Ingeniería Técnica) (1974)
- Autor: Thomas Ara, Luis
- editor: AUTOR-EDITOR 15
- id: ISBN 978-84-4001-013-1
- título: Trigonometría y álgebra (1973)
- Autor: Rodríguez Vidal, Rafael
- editor: Editorial Teide, S. A.
- id: ISBN 978-84-3073-032-2
- título: Ejercicios y problemas de trigonometría rectilínea y esférica (1971)
- Autor: García Ardura, Manuel
- editor: Librería y Casa Editorial Hernando, S. A.
- id: ISBN 978-84-7155-062-0
- título: Norte de problemas: análisis algebraico, geometría métrica y trigonometría [Monografía]
- Autor: Rey Pastor, Julio (1888-1962); Gallego Díaz, José
- editor: Editorial Dossat, S. A.
- id: ISBN 978-84-2370-254-1
- título: Matemáticas, ESO [Obra Completa]
- Autor: Vidal Juncosa, José
- editor: Editorial Nadal-Arcada S. L. [Parte de obra completa: Vol. 21]
- id: ISBN 978-84-7887-197-1
- título: Trigonometría (1997) [Parte de obra completa: Vol. 21]
- Autor:
- editor: Editorial Nadal-Arcada S. L.
- id: ISBN 978-84-7887-181-0
- título: Matemáticas, ESO [Obra Completa]
- Autor: Vidal Juncosa, José
- editor: Editorial Nadal-Arcada S. L. [Parte de obra completa: T. 20]
- id: ISBN 978-84-7887-128-5
- título: Trigonometría (1995) [Parte de obra completa: T. 20]
- Autor:
- editor: Editorial Nadal-Arcada S. L.
- id: ISBN 978-84-7887-148-3