Trigonometría

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.

Cate

to

Cateto

• Funciones Trigonométricas

Seno (sen):

Corresponde a la razón entre el cateto opuesto al ángulo y la hipotenusa.

Según el dibujo:

sen = cateto opuesto

hipotenusa

sen = ac

Coseno (cos):

Corresponde a la razón entre el cateto adyacente y la hipotenusa.

Según el dibujo:

cos = cateto adyacente

hipotenusa

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

= cosec15

12

cos = 9

15

sen = 12

15

tg = 9

12

ctg = 12

9

sec = 15

12

cosec15

9=

cos = 12

15

sen = 9

15

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 = sen

cos

4.

5. sen2 cos2 = 1

Ejemplo de demostración:

Para realizar la demostración nos basaremos en el triángulo siguiente:

Demostrar: sen2 cos2 = 1

Si sen = ac

cos = bc

Si

sen2 = a2

c2

cos2 = b2

c2

Luego, sen2 cos2 = a2

c2b2

c2+

=c2

a2 + b2

=c2

c2

= 1

Por lo tanto: sen2 cos2 = 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 imaginariaque une el ojo de un observador con el lugar observado.

A

B

En la imagen, A observa a B

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:

tgcateto opuesto

cateto adyacente=

tgh

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 opuesto

hipotenusa

Como sen 30° = 12

= 25x

12

x = 50

sen 30° = 25

x

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