La trigonometría es una rama de las matemáticas que relaciona los lados del triángulo con los ángulos. Usando algunas proporciones, relaciones e identidades para un triángulo en términos de sus lados y sus ángulos correspondientes, muchos problemas (distancia, altura, etc.) se pueden resolver y calcular de manera fácil e intuitiva. Hay varias proporciones o relaciones estándar entre los ángulos y los lados del triángulo que ayudan a resolver algunos problemas básicos y complejos.
razones trigonométricas
Una razón trigonométrica se define como la proporción de los lados a los ángulos de un triángulo rectángulo. Se puede obtener una razón trigonométrica estándar como la razón de los lados a cualquiera de los ángulos agudos de los triángulos rectángulos. Algunas definiciones de algunas relaciones trigonométricas estándar, como seno, coseno y tangente, son las siguientes:
El seno es la función que toma como parámetro un ángulo θ, que es cualquiera de los ángulos agudos de los triángulos rectángulos y se define como la relación entre la longitud del lado opuesto y la hipotenusa del triángulo rectángulo. En términos técnicos, se puede escribir de la siguiente manera,
sin(θ) = lado opuesto / hipotenusa
El coseno es la función que toma como parámetro un ángulo θ, que es cualquiera de los ángulos agudos de los triángulos rectángulos y se define como la relación entre la longitud del lado adyacente y la hipotenusa del triángulo rectángulo. En términos técnicos, se puede escribir de la siguiente manera,
cos(θ) = lado adyacente / hipotenusa
La tangente es la función que toma en el parámetro un ángulo θ, que es cualquiera de los ángulos agudos en los triángulos rectángulos y se define como la relación entre la longitud del lado opuesto al lado adyacente del triángulo rectángulo. . En términos técnicos, se puede escribir de la siguiente manera,
tan(θ) = lado opuesto / lado adyacente
Estas razones trigonométricas se relacionan entre sí usando algunas identidades y fórmulas trigonométricas,
tan(θ) = sen(θ) / cos(θ)
sen²(θ) + cos²(θ) = 1
Cada uno de los cocientes trigonométricos tiene otros tres cocientes trigonométricos derivados que se deducen tomando el inverso de los cocientes respectivos. Las otras tres razones trigonométricas son cosecante, secante y cotangente, utilizadas matemáticamente como cosec, sec y cot. Estos están relacionados con las razones trigonométricas primarias de la siguiente manera,
cosec(θ) = 1 / sin(θ)
segundo(θ) = 1 / cos(θ)
cot(θ) = 1 / tan(θ) = cos(θ) / sin(θ)
A continuación se muestran algunas de las identidades relacionadas con las razones trigonométricas estándar y las razones trigonométricas derivadas,
tan²(θ) + 1 = seg²(θ)
cot²(θ) + 1 = cosec²(θ)
Tabla trigonométrica
La siguiente es la tabla para algunos ángulos comunes y las razones trigonométricas básicas. El valor de cada ángulo en la trigonometría es fijo y conocido, pero los mencionados son más comunes y más utilizados,
Relación\Ángulo | 0° | 30° | 45° | 60° | 90° |
pecado(θ) | 0 | 1/2 | 1/√2 | √3/2 | 1 |
cos(θ) | 1 | √3/2 | 1/√2 | 1/2 | 0 |
bronceado(θ) | 0 | 1/√3 | 1 | √3 | ∞ |
cosec(θ) | ∞ | 2 | √2 | 2/√3 | 1 |
segundo(θ) | 1 | 2/√3 | √2 | 2 | ∞ |
cuna(θ) | ∞ | √3 | 1 | 1/√3 | 0 |
También hay algunas otras razones trigonométricas para aplicar más allá de los triángulos rectángulos:
sen(-θ) = – sen(θ)
cos(-θ) = cos(θ)
bronceado(-θ) = – bronceado(θ)
Ángulos complementarios y suplementarios
Ciertas fórmulas están definidas para ángulos complementarios y suplementarios. Los ángulos complementarios son los ángulos que suman 90° o π/2 radianes. Podemos formar tales ángulos y encontrar los ángulos equivalentes en términos de razones trigonométricas.
Los ángulos suplementarios son los ángulos que suman 180° o π radianes. Podemos formar tales ángulos y encontrar los ángulos equivalentes en términos de razones trigonométricas.
Resta un ángulo apropiado de 90° (π/2 radianes) o suma un ángulo de 180° (π radianes) para obtener los ángulos complementarios. Agregue un ángulo apropiado a 90° (π/2 radianes) o reste un ángulo de 180° (π radianes) para obtener el par de ángulos suplementarios. El ángulo real se puede ajustar en función de razones trigonométricas para formar ángulos complementarios o suplementarios y luego evaluar la razón trigonométrica deducida según la lista de fórmulas que se proporciona a continuación. Hay algunas razones trigonométricas para ángulos complementarios y suplementarios,
sin(nπ/2 + θ) = cos(θ) o sin(n90° + θ) = cos(θ)
sin(nπ/2 – θ) = cos(θ) o sin(n × 90° – θ) = cos(θ)
sin(nπ + θ) = -sin(θ) o sin(n × 180° + θ) = -sin(θ)
sin(nπ – θ) = sin(θ) o sin(n × 180° – θ) = sin(θ)
sin(3nπ/2 + θ) = -cos(θ) o sin(n × 270° + θ) = -cos(θ)
sin(3nπ/2 – θ) = -cos(θ) o sin(n × 270° – θ) = -cos(θ)
sin(2nπ + θ) = sin(θ) o sin(n × 360° + θ) = sin(θ)
sin(2nπ – θ) = -sin(θ) o sin(n × 360° – θ) = -sin(θ)
También necesitaremos algunas fórmulas de ángulos compuestos para la función seno,
sin(A + B) = [sin(A).cos(B)] + [cos(A).sin(B)]
sin(A – B) = [sin(A).cos(B)] – [cos(A).sin(B)]
¿Cómo encuentro el valor de sen 150° en forma de fracción?
Solución:
Método 1:
pecado(150°)
Podemos escribir 150° como 180° – 30°
Asi que,
pecado(150°) = pecado(180° – 30°)
Pero sabemos que,
sen(n×180° – θ) = sen(θ)
Asi que,
pecado(150°) = pecado(180° – 30°)
= pecado(30°)
= 1/2
Así, sen(150°) = 1/2
Método 2:
pecado(150°)
También podemos escribir, 150° como (90° + 60°),
Asi que,
pecado(150°) = pecado(90° + 60°)
Pero sabemos que,
sen(n×90 + θ) = cos(θ)
De este modo,
pecado(150°) = pecado(90° + 60°)
= cos(60°)
= 1/2
Así, sen(150°) = 1/2
Método 3:
También podemos escribir 150° como (75° + 75°)
Asi que,
pecado(150°) = pecado(75° + 75°)
Tenemos una fórmula,
sen(A+B) = sen(A).cos(B) + cos(A).sen(B)
Pero aquí, A = B, por lo tanto
sin(A+B) = sin(A).cos(A) + cos(A).sin(A)
= 2.sen(A).cos(A)
Aquí, A = B = 75°,
Asi que,
sen(75°) = ?
Podemos escribir 75° como (45° + 30°)
Asi que,
pecado(75°) = pecado(45° + 30°)
Ahora podemos aplicar la fórmula de nuevo,
sin(A + B) = [sin(A).cos(B)] + [cos(A).sin(B)]
Aquí, A = 45° y B = 30°,
pecado(75°) = pecado(45° + 30°)
= sen(45°).cos(30°) + cos(45°).sen(30°)
= [(1/√2).(√3/2)] + [(1/√2).(1/2)]
= (√3/2) × (1/√2)] + [(1/2) × (1/√2)]
= (√3/2√2) + (1/2√2)
= (√(3)+1 ) / (2√2)
pecado(75°) = (√(3)+1) / (2√2)
Y,
coseno(75°) = coseno(45° + 30°)
También tenemos una fórmula de ángulo compuesto para la función coseno,
cos(A+B) = cos(A).cos(B) – sen(A).sen(B)
= cos(45°).cos(30°) – sen(45°).sen(30°)
= (1/√2).(√3/2) – (1/√2).(1/2)
= (√3/2√2) – (1/2√2)
= ((√3-1)/2√2)
cos(75°) = ((√3-1) / 2√2)
Ahora podemos escribir,
pecado(150°) = pecado(75° + 75°)
= 2.sen(75°).cos(75°)
= 2.((√(3)+1) / (2√2)).(((√3-1) / 2√2))
= ((√(3) +1).(√(3) – 1) / 2.√2.√2
= ((√3)² – 1²) / 2×2
= (3-1)/4
= 2/4
= 1/2
De este modo,
pecado(150°) = 1/2
Problemas de muestra
Pregunta 1: Encuentra el valor de sin(135°).
Solución:
Podemos escribir 135° como 90 + 45°
Asi que,
pecado(135°) = pecado(90° + 45°)
Lo sabemos,
sen(n×90 + θ) = cos(θ)
Aquí, n = 1 y θ = 45°,
De este modo,
pecado(135°) = pecado(90° + 45°)
= cos(45°)
= 1/√2
Así, sen(135°) = 1/√2
Pregunta 2: Encuentra el valor de sin(15°)
Solución:
Podemos escribir 15° como (45° – 30°),
Asi que,
pecado(15°) = pecado(45° – 30°)
Podemos aplicar la fórmula,
sin(A – B) = [sin(A).cos(B)] – [cos(A).sin(B)]
Aquí, A = 45° y B = 30°,
Asi que,
pecado(15°) = pecado(45° – 30°)
= sen(45°).cos(30°) – cos(45°).sen(30°)
= (1/√2).(√3/2) – (1/√2).(1/2)
= (√3/2√2) – (1/2√2]
= (√3 – 1) / 2√2
= 0.25881..
Así, sen(15°) = 0.25881..
Pregunta 3: Encuentra el valor de sin(120°)
Solución:
Podemos escribir 120° como (180° – 60°),
Asi que,
pecado(120°) = pecado(180° – 60°)
Lo sabemos,
sen(n×180 – θ) = sen(θ)
Asi que,
pecado(120°) = pecado(180° – 60°)
= pecado(60°)
= √3/2
= 0.86602
Así, sin(120°) = 0.86602…
Por lo tanto, al resolver un problema de tres maneras diferentes y también con algunos problemas de ejemplo, pudimos encontrar el valor de sin(150°) que resultó ser 0.5 o 1/2 en forma de fracción.