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Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino Define los siguientes conceptos. Trigonometría Magnitud Perimetro Ángulo. Grado Area Un ángulo es positivo Radian Semejantes Un ángulo es negativo Sexagesimal Congruentes Vértice Centesimal a) Define Los Conceptos, Dibuja Los angulos y anota las caracteristicas ANGULOS DEFINICIÓN Figura Característica Ángulo. Es la abertura formada por dos semirrectas unidas en un solo punto llamado vértice. Un ángulo es positivo Un ángulo es negativo b) Por su magnitud los ángulos se clasifican en: Ángulo agudo. AOB 90º Ángulo recto: AOB = 90º Ángulo obtuso. 90º AOB 180º Ángulo colineal o llano. 1 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino AOB = 180º Ángulo entrante. 180º AOB 360º Ángulo perígono. AOB = 360º b) Por su posición los ángulos se clasifican en: Nombre y definición figura Ángulos adyacentes Observaciones Son ángulos _____________: a,b ; b,c ; c,d ; d,a Ángulos opuestos por el vértice. Ángulos opuestos por _______ AOB = COD AOD = BOC Ángulos Complementarios. AOB + BOC = 90 33 + 57 = 90 Ángulos suplementarios. AOB+BOC+COD = 180° 48° + 80.5° + 51.5° = 180° Ángulos conjugados. AOB + BOA = 360° Ejercicio: en las siguientes figuras encontrar el valor de “ x “. a) b) c) 2 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. d) Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino e) f) g) i) h) J) Considerando que el ángulo de 1° = 180 radianes, para reducir a radianes un ángulo, expresado en grados sexagesimales es suficiente con multiplicar el número de grados por la constante 180 . Ejemplo: convertir en radianes 40°, 75°, 150°, 215°, 10°. (40°)( (75°) ( 180 180 (150°) ( (215°)( )= 2 9 )= 5 12 180 180 )= 5 6 )= 43 36 3 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. (10°) ( )= 18 180 Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino Ejemplo 1: Convertir en radianes 65°30´40´. Primer paso: se pasa a decimales 65°30´40´´= 65° + 30°/60 + 40/3600 = 65.5111° Segundo paso: se aplica el procedimiento anterior. (65.5111°) ( 180 ) = (65.5111)(3.1416)/180 = 1.1433 rad Ejemplos 2: Convertir 28° 6´3´´ centesimales en grados sexagesimales. Primer paso: convertir 28° 6´3´´ a decimal, de la forma siguiente: 28° 6´3´´ = 28° + 6°/ 100 + 3°/10000 = 28.0603 g.c Segundo paso, por regla de tres: 360° = 400g.c X = 28.0603 g.c X = 25.2542 ° Para pasar a minutos: 25.25427° = 25° + 0.2542(60´) = 25°15.252´ Para pasar a segundos: 25.25427 = 25° + 15´ + 0.252(60´´) = 25° + 15´+ 15´´ el resultado final es : 25°15´15´´ Ejemplo 3: Convertir 25° 15´ 15´´ sexagesimales a centesimales. Primer paso: se pasa a decimal 25°15´15´´ = 25° + 15°/60 + 15°/3600 = 25.2541° Segundo paso: Por regla de tres: 360° = 400 g. c 25.2541 = X X = 28.0601 g.c Para pasar a minutos: 28.0601 g.c = 28 g.c + 0.0601 (100) = 16 g.c + 6.01 m.c 4 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino Para pasar a segundos: 28.0601 g.c = 28 g.c + 6 m.c + 0.01(100) 28.0601 g.c = 28 g.c + 6 m.c + 1 s.c El resultado final es: 28° 6´ 1´´ centesimales. Ejercicio: Convertir a centesimales: 1. 27°30´ sexagesimales 2. 42°50´ sexagesimales 3. 52°54´12´´ sexagesimales 4. 53° sexagesimales 5. 27° sexagesimales Convertir a sexagesimales: 1. 58°88´88´´ centesimales 2. 30° centesimales 3. 58°88´13´´ centesimales 4. 47°59´25´´ centesimales 5. 30°55´55´´ centesimales Convertir a radianes: 1. 45° sexagesimales 2. 5° sexagesimales 3. 25°30´ sexagesimales 4. 5. 8°40´ sexagesimales 5°52´25´´ sexagesimales 6. 26°50´30´´ sexagesimales 7. 12°6´45´´ sexagesimales 8. 8°30´20´´ sexagesimales 9. 70° centesimales 10. 350° centesimales 11. 85°40´53´´ centesimales 5 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. 12. 115° 45´30´´ centesimales Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino 13. 55°55´55´´ centesimales Los ángulos se pueden medir en grados sexagesimales y radianes. Un ángulo de 1 radián es aquel cuyo arco tiene longitud igual al radio. - 360º = 2 radianes (una vuelta completa) - 180º = radianes (media vuelta) 180 - Un ángulo de 1 radian tiene radianes (un cuarto de vuelta) 2 - Como 180º = rad, resulta que 1º = rad 180 - Un ángulo recto mide = 57,29578 grados = 57º 17’ 45” Para transformar de una unidad a otra, usamos la regla de tres: 180º rad ejemplo: 40º a rad xº y 180º rad 40º rad 4 rad 2 rad y= 180º 18 9 40º y Ejercicios: Transformar el ángulo de grados a rad: 1) 15º 6) 90º 2) 35º 7) 60º 3) 80º 8) 45º 4) 150º 9) 30º 5) 200º Transformar el ángulo de rad a grados: 1) 5 2) rad 10 3) rad 3 rad 4) 17 rad 4 Transformar de radianes a grados. Y ubicar en la circunferencia los radianes de acuerdo a su equivalencia en grados. Radianes 0 π/6 π/4 π/3 π/2 2π/3 3π/4 5π/6 π 7π/6 5π/4 4π/3 3π/2 5π/3 7π/4 11π/6 2π Grados 6 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino Un triángulo se denota colocando tres letras mayúsculas en sus vértices y en los lados opuestos se colocan las letras minúsculas que correspondan en conclusión podemos decir que un triángulo esta compuesto por tres elementos que son: 3 ángulos, 3 lados y tres vértices Identifica en las siguientes triangulo los angulos, lados y vertices. El perímetro de un triangulo lo podemos obtener sumando el valor de sus tres lados. Los triángulos se pueden clasificar: 1. Por la magnitud de sus lados. 2. Por la magnitud de sus ángulos. a) Define Los Conceptos y anota las caracteristicas Por la magnitud de sus lados tenemos: DEFINICIÓN Figura Característica Equilátero Isósceles. Escaleno. 7 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino Por la magnitud de sus ángulos: DEFINICIÓN Característica Figura Obtusángulo. a b c Tres lados diferentes α > 90° un ángulo mayor de 90° Acutángulo. a b c Tres lados diferentes α β γ < 90° Tres ángulos diferentes Rectángulo.- Este tipo de triángulo tiene un ángulo recto (90°), mientras que sus otros dos lados tienen nombres especiales. Características: a , b = se llaman catetos, son los lados que forman el ángulo recto. c = es la hipotenusa es el lado opuesto al ángulo recto. Ejercicios: 1. Traza correctamente los siguientes triángulos y escribirles todos sus elementos. a) Rectángulo. b) Acutángulo c) Acutángulo y equilátero d) Equilátero e) Obtusángulo y escaleno f) Isósceles g) Obtusángulo h) Rectángulo e isósceles i) Escaleno 2. Escribe el nombre de cada uno de los siguientes triángulos, según la magnitud de sus lados. También todos sus elementos. a) ______________________________ b) ___________________________ c) ________________________ 8 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino 3. Dar el nombre de cada triángulo según la medida de sus ángulos interiores. _____________________ 4. Calcular el valor de “x” en el siguiente Triángulo Isósceles. _______________________ _______________________ 5. Calcular el valor de “x” en el siguiente Triángulo rectángulo Triángulos semejantes. Se dice primeramente que dos figuras u objetos son semejantes cuando tienen la misma forma así como ciertas característica, por lo cual al decir que dos triángulos son semejantes es porque tienen sus ángulos respectivamente iguales así como sus lados correspondientes, proporcionales. Ejemplo. 9 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino Para considerar que dos triángulos son semejantes es suficiente que se cumplan algunas condiciones. Primer caso.- Dos triángulos son semejantes si tienen dos ángulos respectivamente iguales. Segundo caso.- Dos triángulos son semejantes si tienen un ángulo igual y proporcionales los dos lados que lo forman. Tercer caso.- Dos triángulos son semejantes si tienen sus tres lados proporcionales. Cuarto caso.- Si desde el vértice del ángulo recto de un triangulo se traza una perpendicular hasta la hipotenusa, los triángulos que se forman son semejantes al triangulo dado y semejantes entre sí. el triángulo rectángulo cuyas medidas son: 6 cm. y 8 cm. de los catetos y 10 cm. de la hipotenusa, se establece que la suma de los cuadrados de los catetos es igual al cuadrado de la hipotenusa. En forma general establecemos que: c2 =a2+b2 Ejercicio: La siguiente figura, muestra la forma de un jardín rectangular, se requiere cubrir la mitad de la superficie con pasto, trazando una diagonal de extremo a extremo de la superficie de la misma. Calcular la diagonal que divide el área del jardín. a = 25 m b = 18 cm Ejercicio: La sombra de una torre es de 80 pies, y la distancia del punto más alto de la torre al punto donde termina la sombra que se proyecta es de 230 pies. ¿Cuál es la altura de la torre? 10 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino 230 pies 80 pies Ejercicio: Michael Jordan mide 2.10 m de estatura, si se encuentra en la Alameda Central, y en ese momento la proyección de su sombra es de 3.75 m, ¿cuál es la distancia de su sombra? Ejercicios. 1. Calcular el valor de la hipotenusa o el cateto según sea el caso. a) a = 5 cm. b = 12 cm. c= b) b = 7 cm. c = 25 cm. a= c) a = 29.4 Mm. c = 57.1 Mm. b = d) a = 15 cm. e) a = 49 m f) b = 1.5 Km. c = 17 cm. b = 69 m c = 0.5 Km. b= c= a= 2. Calcular la altura de un triángulo isósceles, si su base mide 6 cm. y cada uno de los lados iguales mide 4 cm. 3. Calcular la altura de un triángulo equilátero que mide 8 cm. de lado. 4. ¿Cuánto mide la diagonal de un cuadrado de lado igual a 1 cm? 5. ¿Cuánto mide el lado de un cuadrado si su diagonal es igual a 9 cm.? 6. Para sostener la torre de la antena de una estación de radio de 15 m de altura se desea poner 4 tirantes, la base de los tirantes se encuentra a una distancia de 9 m de la base de la antena, ¿cuántos metros cable de acero se necesitan? Razones trigonométricas. Definición de las razones trigonométricas En geometría Euclidiana encontramos que existen, respecto al estudio de los triángulos, tres relaciones significativas. 1. Relación entre los ángulos interiores de un triángulo. 2. Relación entre los lados de un triángulo rectángulo. a) La primera, aplicable a cualquier triángulo, expresa: 11 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino “Para todo triángulo la suma de sus ángulos interiores es siempre igual a dos ángulos rectos o 180° “. b) La segunda relación es aplicable sólo a “Triángulos rectángulos”, y se conoce como el Teorema de Pitágoras. 3. Relación entre un ángulo y lados de un triángulo rectángulo. En la lección correspondiente a semejanza vimos que una razón es el cociente entre dos cantidades. Ejercicio 1. En cada triángulo encuentra la razón que se indica. Sen A = Sen N = Sen X = Tan X = Cos A = Cos N = Sen Y = Tan Y = Tan A = Tan N = Cos X = Cos Y = Ejercicio 2. Calcula las razones trigonométricas seno, coseno y tangente de los ángulos agudos (A y B) de cada triángulo rectángulo que aparecen abajo. a) b) 12 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria c) Turno: Matutino d) Razones trigonométricas en un ángulo en posición normal. Se dice que un ángulo está en posición normal cuando su lado inicial coincide con el semieje positivo de las “x” y el radio vector que va del punto P al origen del sistema de referencia. Las relaciones trigonométricas también son muy importantes ya que se utilizan mucho para resolver problemas de aplicación real. Ejemplo. Un silvicultor de 1.65 m de altura se encuentra a 50 m de la base de un árbol y observa que el ángulo entre el suelo y la punta del árbol es de 55°. Estime la altura del árbol. h= 55° 50 m Como se observa en la figura, se puede formar un triángulo rectángulo para resolver el problema y la altura es el cateto opuesto al ángulo proporcionado. Utilizando la función tangente tenemos tan 55° = h 50 m 13 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino Despejando la altura tan 55° ( 50 m ) = h Según los datos proporcionados la función trigonométrica que podemos utilizar es la tangente para calcular el cateto opuesto que es la altura del árbol. Realizando operaciones el resultado es: h = 40.95 m Ejercicios. 1. a) Resolver los siguientes triángulos rectángulos. b) c) En las siguientes figuras calcular únicamente los datos que se piden a) el ángulo β = 2. b) “x “ y “y “. Calcule los valores exactos de las funciones trigonométricas del ángulo θ. 1 ) sen θ = 6 5 2 ) cos θ = 8 17 3 ) cot θ = 7 23 4 ) csc θ = 4 14 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria 3. Obtenga el valor aproximado de los siguientes ángulos en decimales. 1 ) sen 22° 56' 36' ' 2 ) tan 49° 53' 48.59' ' Turno: Matutino 3 ) sec 67° 50' 47' ' 4. Un cohete se dispara a nivel del mar y sube a un ángulo constante de 75° a una distancia de 5000 m. Calcule la altura que alcanza. 5. Un aeroplano despega formando un ángulo de 10° y viaja a una velocidad de 225 m/s ¿qué tiempo tarda aproximadamente en llegar a una altura de 15000 m. 6. Cuando un globo aerostático sube verticalmente, su ángulo de elevación visto por una persona en el suelo es de 19° 20’ y por otra en el lado contrario es de 48° 55’ y la distancia que separa a estas dos personas es de 500 m. Calcular la altura del globo. 7. Una caja rectangular tiene las dimensiones 8 cm x 6 cm x 4 cm. Calcule con exactitud el ángulo θ que forma una diagonal de la base y la diagonal de la caja, como se ve en la figura. la igualdad conocida como Ley de Senos, y la representamos de la siguiente manera: sen α a sen β sen γ b c La Ley de los Senos se utiliza para resolver triángulos (escalenos, isósceles equiláteros, etc.), en los siguientes casos: A) Cuando conoces dos ángulos y un lado adyacentes a uno de ellos. B) Cuando conoces dos lados y un ángulo opuesto a uno de ellos. Ejemplo del caso 1: Calcular los lados y ángulo que falta en el siguiente triángulo. 15 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria El valor de γ lo encontramos por la diferencia: Turno: Matutino 24° + 132° + γ = 180° γ = 180° - 24° - 132° γ = 24° Para calcular el lado a buscamos un lado y un ángulo conocidos que se correspondan, en este caso pueden ser el lado c y el ángulo C. a c sen α sen γ a 350 cm sen 24 sen 24 a 350 cm ( sen 24 ) sen 24 Si despejamos a, tenemos: a = 350 cm. 350 cm sen 24 b sen 132 Para calcular el lado b se utiliza el mismo procedimiento. b 350 cm ( sen 132 ) sen 24 b 639.4818 cm Trazo correcto del triángulo con todos sus lados y ángulos. Ejercicio del caso 2: calcular los lados y ángulos que faltan en el siguiente triángulo. 16 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Para obtener el ángulo α utilizamos Turno: Matutino sen α sen γ a c Sustituyendo los datos que tenemos sen α sen 42 3.6 cm 3.125cm Despejando sen α sen α sen 42 (3.6 cm) 3.125cm Despejando α α 50.4292 α sen-1 0.7708 α 50 25' 45.27' ' Para obtener el ángulo β despejamos α + β + γ = 180° β = 180° - α - γ β = 180° - 50° 25’ 45.27’’ - 42° β = 87° 34’ 14.73’’ Para obtener el lado b b c sen β sen γ Sustituyendo datos y despejando el lado b b 3.125 cm ( sen 87 34' 14.73' ' ) sen 42 b 4.66 cm 17 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino Trazo correcto del triángulo con todos sus lados y ángulos Ejercicios: calcula los lados y ángulos que faltan y trázalos correctamente. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) α α α α β β γ α β β = = = = = = = = = = 83° 41° 51° 40' 41° 27° 40' 50° 40' 81° 32.32° 113° 40' 121.624° β β β γ γ γ c c b b = = = = = = = = = = 5° 15' b = 81 cm. 60° 40' a = 13.5 cm. 62° b = 24 m 76° a = 10.5 m 52° 10' a = 32.6 m 70° 40' c = 537 m 11 m b = 12.5 m 574.3 cm. a = 263.4 cm. 248 cm. c = 195 cm. 0.283 mm c = 0.178 mm * Determina la altura de un árbol, sabiendo que su sombra mide 8m cuando el ángulo de elevación del sol es de 53º. Haz un dibujo del problema. * Un avión se encuentra a 2300m de altura cuando comienza su descenso para aterrizar. ¿Qué distancia debe recorrer el avión antes de tocar la pista, si baja con un ángulo de depresión de 25º? Haz un dibujo del problema * Un edificio tiene una altura de 75m. ¿Qué medida tiene la sombra que proyecta cuando el sol tiene un ángulo de elevación de 43º?. Haz un dibujo del problema * La longitud del hilo que sujeta un volantín es de 15m y el ángulo de elevación es de 30º. ¿Qué altura alcanza el cometa? * Según los datos de la ilustración. ¿cuál es la distancia que separa al velero de la costa? 18 Escuela Preparatoria Oficial No. 15 Profr. Gilberto Ángel Buendía Cordero. Asignatura: Trigonometria Turno: Matutino CONTESTA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS 19