A+B

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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Trigonometría
LECTURA INICIAL
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ACTIVIDAD
La primera civilización en medir
el paso del tiempo, utilizando el
ángulo solar y la longitud de la
sombra que proyecta una vara
clavada en el suelo, fue la
civilización china.
14/10/13
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Aplicaciones trigonométricas
Busca en la web
Ángulos
Construye un astrolabio
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Unidad: Trigonometría
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Esquema de contenidos
Trigonometría
Razones trigonométricas de
un ángulo agudo
Relaciones entre razones trigonométricas
Razones trigonométricas
30º
45º
60º
Razones trigonométricas de un ángulo
Reducir al primer cuadrante
Resolución de triángulos
Complementario, opuesto y suplementario
Identidades y ecuaciones trigonométricas
Aplicaciones De la trigonometría
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Conocimientos previos
Una razón es el cociente entre dos números o cantidades comparables :
Llamamos proporción a la igualdad entre dos razones:
a c
=
b d
a
b
Dos ángulos son complementarios si la suma de sus amplitudes es 90º:
α+β=90º
Dos ángulos son suplementarios si la suma de sus amplitudes es 180º:
α+β=180º
Semejanza de triángulos. Dos triángulos son semejantes cuando se cumple que:
* Sus ángulos son iguales:
* Sus lados son proporcionales:
Dos triángulos rectángulos son semejantes cuando tienen igual uno
de sus ángulos agudos
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Conocimientos previos
Relaciones métricas en el triángulo:
Dado un triángulo ABC, siempre se cumple que:
El lado mayor es menor que la suma de los otros lados.
➔
El lado menor es mayor que la diferencia de los otros dos lados
➔
La suma de los tres ángulos de un triángulo es igual a 180º
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Medida de ángulos
Se llama radián a la amplitud del ángulo central de una circunferencia
cuyo arco mide lo mismo que su radio. El radián es la unidad de ángulo plano en
el Sistema Internacional de Unidades, y su símbolo es rad.
¿Cuántos radianes hay en una circunferencia?
Como la longitud de una circunferencia de radio r es L=2  r
una circunferencia completa mide:
L 2 r
=
=2  rad
r
r
¿Cuál es la equivalencia entre grados y radianes?
360º ⇔ 2  rad
180º ⇔  rad
180º
=57º 17 ' 45 ' '

¿Cómo se pasa de grados a radianes, y viceversa?
¿Cuanto vale un radián?
60º=
1 rad=
60º

⋅ rad= rad
180º
3

rad

4
rad =
⋅180º=45º
4
 rad
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Medida de ángulos
Los ángulos pueden medirse en tres sistemas:
Sistema sexagesimal
(En la calculadora MODE DEG)
Sistema centesimal (En la calculadora MODE GRAD)
Radianes (En la calculadora MODE RAD)
Ángulo
completo
Ángulo
llano
Ángulo
recto
SEXAGESIMAL
360º
180º
90º
CENTESIMAL
400
200
100
RADIANES
2


2
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de un ángulo agudo
Llamamos razones trigonométricas de un ángulo α a
las razones obtenidas entre los lados de cualquier triángulo
rectángulo que tenga un ángulo de α grados.
a
b c
= =
a' b' c'
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de un ángulo agudo
Llamamos razones trigonométricas de un ángulo α a
las razones obtenidas entre los lados de cualquier triángulo
rectángulo que tenga un ángulo de α grados.
Hipotenusa
a
b c
= =
a' b' c'
Cateto opuesto
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Cateto contiguo
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de un ángulo agudo
Llamamos razones trigonométricas de un ángulo α a
las razones obtenidas entre los lados de cualquier triángulo
rectángulo que tenga un ángulo de α grados.
Hipotenusa
seno α=
cateto opuesto de α b
=
hipotenusa
a
a
b c
= =
a' b' c'
Cateto opuesto
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Cateto contiguo
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de un ángulo agudo
Llamamos razones trigonométricas de un ángulo α a
las razones obtenidas entre los lados de cualquier triángulo
rectángulo que tenga un ángulo de α grados.
Hipotenusa
seno α=
cateto opuesto de α b
=
hipotenusa
a
coseno α=
Cateto opuesto
cateto contiguo de α c
=
hipotenusa
a
a
b c
= =
a' b' c'
SIGUIENTE
Cateto contiguo
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de un ángulo agudo
Llamamos razones trigonométricas de un ángulo α a
las razones obtenidas entre los lados de cualquier triángulo
rectángulo que tenga un ángulo de α grados.
Hipotenusa
seno α=
cateto opuesto de α b
=
hipotenusa
a
coseno α=
cateto contiguo de α c
=
hipotenusa
a
tangente α=
Cateto opuesto
Cateto contiguo
a
b c
= =
a' b' c'
cateto opuesto de α b
=
cateto contiguo de α c
Las razones trogonométricas de un ángulo no
dependen del triángulo rectángulo elegido
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de un ángulo agudo
Llamamos razones trigonométricas de un ángulo α a
las razones obtenidas entre los lados de cualquier triángulo
rectángulo que tenga un ángulo de α grados.
Hipotenusa
seno α=
cateto opuesto de α b
= 1
hipotenusa
a
c oseno α=
cateto contiguo de α c
= 1
hipotenusa
a
tangente α=
Cateto opuesto
Cateto contiguo
a
b c
= =
a' b' c'
cateto opuesto de α b
=
cateto contiguo de α c
Las razones trogonométricas de un ángulo no
dependen del triángulo rectángulo elegido
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Otra razones trigonométricas de un ángulo agudo
Hipotenusa
Cateto opuesto
a
1
cosecante α=cosec = =
b sen 
a
1
secante de α= =
c cos 
c 1
cotangente de α= =
b tg 
Cateto contiguo
a
b c
= =
a' b' c'
Las razones trogonométricas de un ángulo no
dependen del triángulo rectángulo elegido
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas del ángulo agudo
Ejemplo: Calcula el seno, coseno y tangente de los ángulos
sen α=
α y β
cateto opuesto 6
= =0,6
hipotenusa
10
cos α =
cateto contiguo 8
=
= 0,8
hipotenusa
10
sen β=
cateto opuesto 8
= =0,8
hipotenusa
10
cos β =
tg α=
cateto opuesto 6
= =0,75
cateto contiguo 8
tg β =
cateto opuesto 8
= =1,34
cateto contiguo 6
cateto contiguo 6
= =0,6
hipotenusa
10
Comprueba con la calculadora que α = 36º 52' 12'' y β =53º 7' 48''
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Relaciones entre las razones trigonométricas del ángulo agudo
Si en el triángulo rectángulo ABC, aplicamos el teorema de Pitágoras,
tenemos:
b2 + c 2 = a2
C
Si dividimos la expresión anterior entre a2:
2
2
2
b
c
a

=
a 2 a 2 a2
Expresándolo de otra forma:
2
2
 
b
c

=1
a
a
B
A
sen α =
b
a
cos α =
c
a
O lo que es lo mismo:
2
2
sen cos =1
Se denomina
relación fundamental
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Otras relaciones entre las razones trigonométricas del ángulo agudo
b
sen a b · a b
= =
= =tg 
cos c c · a c
a
tg =
sen 
cos 
C
sen2  cos2 sen2 
1
2
1tg =1
=
=
=sec

2
2
2
cos 
cos 
cos 
2
2
2
B
1tg =sec 
sen α =
b
a
cos α =
c
a
A
Comprueba que se cumple también:
1cotg2 =cosec 2 
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de 30º, 45º y 60º
C
Sea ABC un triángulo equilátero.
Es decir, cada uno de sus tres ángulos mide 60º.
Trazamos una altura h.
A
B
Podemos calcular h en función de l, aplicando el teorema de Pitágoras
√
l
h +
=l 2
2
4l 2−l 2
h=
4
3l 2
h=
4
l2
h =l −
4
3l 2
h=
4
h=
2
2
2
()
2
2
2
h
l √3
2
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de 30º, 45º y 60º
l
2 l 1
sen 30º= = =
l 2l 2
l √3
2
l √3
2
l 3
3
cos30º =
= √ =√
l
2l
2
1
2
2
1
3
tg 30º =
=
= =√
√ 3 2 √ 3 √3 3
2
Las razones
trigonométricas de los
ángulos de 30º y 60º son:
l √3
2
l √3 √3
sen 60º=
=
=
l
2l
2
l
2 l 1
cos60º = = =
l 2l 2
√3
tg 60º =
Observa que:
sen 60º = cos 30º
sen 60º
2 2 √3
=
=
= √3
cos 60º
1
2
2
cos 60º = sen 30º
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de 30º, 45º y 60º
B
Sea ABCD un cuadrado.
Es decir, cada uno de sus cuatro ángulos mide 90º.
A
Trazamos la diagonal d.
D
C
Podemos calcular d en función de l, aplicando el
teorema de Pitágoras
d2 = l2 + l2
d2 = 2⋅l2
h=√ 2⋅l 2
h=l  2
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de 30º, 45º y 60º
Las razones trigonométricas del ángulo de
45º son:
l √2
1
2
sen45º =
= =√
l √2 √2 2
l
cos 45º =
l
l 2
=
1
2
=
2
2
l
tg 45º= =1
l
Observa que:
sen 45º = cos 45º
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Circunferencia goniométrica: razones de un ángulo cualquiera
Trazamos una circunferencia de radio 1 y centro en el origen de un
sistema de coordenadas.
Y

A esta circunferencia
la llamaremos
circunferencia
goniométrica.
O
r=1
1
X
Uno de los lados
del ángulo deberá
coincidir con el
semieje positivo de
las x, el vértice
estará en el origen
de coordenadas y el
otro lado donde
corresponda.
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Circunferencia goniométrica: razones de un ángulo cualquiera
Cada ángulo queda determinado por sus coordenadas, (a,b), que indican un
punto sobre la circunferencia, y se cumple que:
b b
sen = = =b
r 1
Y
a a
cos = = =a
r 1
r=1

O
a = cos α
Uno de los lados
del ángulo deberá
coincidir con el
semieje positivo de
las x, el vértice
P
estará en el origen
b = sen α de coordenadas y el
otro lado donde
corresponda.
1
P ( a , b)=( cos α , sen α )
X
Esta forma de definir las razones trigonométricas de un ángulo nos
permite generalizar las razones de cualquier ángulo de otro cuadrante.
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Circunferencia goniométrica: razones de un ángulo cualquiera
Y
cos γ
sen γ
-1
−1≤sen α≤1
−1≤cos α≤1
A


cos β
cos α
cos δ
O

sen α

1
sen δ
sen β
B
El seno y el coseno de cualquier ángulo
toma valores mayores o iguales a –1 y
menores o iguales a 1
1
X
+
_ +_
_+
_+
SIGNO DEL
SENO
SIGNO DEL
COSENO
D
C
-1
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones trigonométricas de los ángulos que coinciden con los ejes
Las razones trigonométricas
que coinciden con los ejes
coordenados: 0º o 360º, 90º,
180º y 270º vienen dadas en la
siguiente tabla:
ÁNGULO >>>
0º
0 rad
90º

rad
2
180º
 rad
270º
360º
3
rad
2
2  rad
SENO
0
1
0
−1
0
COSENO
1
0
−1
0
1
TANGENTE
0
No existe
0
No existe
0
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Reducción de ángulos al primer cuadrante
II
CUADRANTE
α
β=180º−α
Si un ángulo β está en el segundo
cuadrante se puede poner como 180º −α,
siendo α un ángulo del primer cuadrante.
sen =sen 
cos =−cos 
tan =−tan 
Suplementarios
{
sen 120º=sen 60º
120º=180º−60º  cos120º=−cos60º
tg 120º=−tg 60º
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Reducción de ángulos al primer cuadrante
III
CUADRANTE
α
Si un ángulo β está en el tercer cuadrante
se puede poner como 180º +α, siendo α un
ángulo del primer cuadrante.
sen =−sen 
cos =−cos 
tg =tg 
β=180º +α
Difieren en 180º
{
sen 210º=−sen 30º
210º=180º30º  cos 210º=−cos 30º
tg 210º=tg 30º
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Reducción de ángulos al primer cuadrante
IV
CUADRANTE
α
Si un ángulo β está en el cuarto
cuadrante se puede poner como 360º −α,
siendo α un ángulo del primer cuadrante
sen =−sen 
cos =cos 
tg =−tg 
β=360º−α=−α
Opuestos
{
sen 315º=−sen 45º
315º=360º−45º  cos 315º=cos 45º
tg 315º=−tg 45º
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Ángulos complementarios, suplementarios y opuestos
El ángulo
complementario
de un ángulo α
mide (90º −α).
90º−α
α
β = 90º −α
SIGUIENTE
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Ángulos complementarios, suplementarios y opuestos
El ángulo
complementario
El ángulo opuesto de
un ángulo es otro
ángulo de igual
amplitud pero que se
mide en sentido
de un ángulo α
mide (90º −α).
inverso, −α.
90º−α
α
α
−α
β = 90º −α
β = 360 º −α
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Ángulos complementarios, suplementarios y opuestos
El ángulo
complementario
El ángulo
suplementario de
de un ángulo α
mide (90º −α).
un ángulo α mide
(180º −α).
El ángulo opuesto de un
ángulo es otro ángulo de
igual amplitud pero que se
mide en sentido inverso, −α.
90º−α
α
180º−α
α
α
−α
β = 90º −α
sen90º−=cos 
cos 90º−=sen 
tg90º− =cotg 
β = 360 º −α
β = 180 º −α
sen−=−sen 
cos −=cos 
tg−=−tg 
sen180º−=sen 
cos 180º−=−cos 
tg 180º−=−tg 
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Líneas trigonométricas: seno, coseno y tangente
α
senα
tg α
cosα
-+
+1er Cuadrante
SIGNO DE LA
TANGENTE
Todos los Cuadrantes
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Aplicaciones de la trigonometría
Calculamos la distancia entre las embarcaciones.
60º
a
32
d1
cos 30º =
b
30º
32
sen 30º =
d2
1 32
=
2 a
√3 = d 1
2 64
32
a
d
sen 60º = 1
64
cos 60º =
32
b
d2
36,95
√3 = 32
2
a = 64m
d1 = 55,43m
b = 3695m
,
b
d2
1
=
2 36,95
d2 = 18,48m
d1 − d2
d = 55,43 −18,48
d = 36,95 m
distancia =
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones de la suma y la diferencia de dos ángulos
Área de un triángulo
El área de un triángulo es la mitad del producto de una base por la altura correspondiente.
1
1
A= base⋅altura= a⋅h
2
2
 h  h=b⋅sen C
y como sen C=
b
A
b
1
A= a⋅b⋅sen C
2
c
h
C
a
B
El área de un triángulo es el semiproducto de dos de sus lados por el seno del ángulo que forman.
1
 1 b⋅c⋅sen A=
 1 a⋅c⋅sen B
A= a⋅b⋅sen C=
2
2
2
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones de la suma y la diferencia de dos ángulos
1

S12 = p⋅q⋅sen A  B
2
1

S 1 = p⋅h⋅sen A
2
1
S 2= q⋅h⋅sen B
2
1
1
1
p⋅q⋅sen AB= p⋅h⋅sen A  q⋅h⋅senB
2
2
2
2
h
h
Multiplicamos por
sen A B= sen A senB
p⋅q
q
p
h
h
y como cos B= y cos A= :
sen AB=sen A⋅cos Bcos A⋅senB
q
p
S 12 =S1 S2 
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones de la suma y la diferencia de dos ángulos
sen ( A− B)=sen [ A+(−B) ] = sen A cos (−B)+cos A sen (−B )
sen A−B=sen A cos B−cos A sen B
Por otra parte sabemos que cos x = sen (90º-x), así que utilizando la fórmula anterior
del seno y esta relación podemos obtener:
cos ( A+ B)=sen [90º−( A+ B)]=sen [(90º− A)+(−B)]=
=sen90º− Acos−Bcos90º− A sen−B =
=cos  A cos Bsen A−sen B=cos  Acos B − sen A sen B
Es decir:
cos AB =cos A cos B−sen A sen B
Analogamente:
cos A−B =cos A cos Bsen A sen B
SIGUIENTE
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones de la suma y la diferencia de dos ángulos (otro modo)
sen= BP = MN = NA AM =
β
β
β
OA⋅sen AB⋅cos ==cos ⋅sen cos ⋅sen 
sen=sen ⋅cos cos ⋅sen 
α
cos =OP=ON − PN =ON − BM =
=OA⋅cos − AB⋅sen ==cos ⋅cos −sen ⋅sen 
cos−=cos ⋅cos −sen ⋅sen 
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Tangente de la suma y la diferencia de dos ángulos
tg =
sen sen ⋅cos cos ⋅sen 
=
cos cos ⋅cos −sen ⋅sen 
Dividiendo numerador y denominador por
cos α cos β
sen ⋅cos  cos ⋅sen 

cos  cos  cos  cos  tg tg 
tg  =
=
cos ⋅cos  sen ⋅sen  1−tg  tg 
−
cos  cos  cos  cos 
tg −=
tg =
tg tg 
1−tg  tg 
sen − sen ⋅cos −cos ⋅sen 
=
cos− cos ⋅cos sen ⋅sen 
Dividiendo numerador y denominador por cos α cos β
sen ⋅cos  cos ⋅sen 
−
cos  cos  cos  cos  tg −tg 
tg  =
=
cos ⋅cos  sen ⋅sen  1tg  tg 

cos  cos  cos cos 
tg −=
tg −tg 
1tg  tg 
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Razones del ángulo doble y el ángulo mitad
Usando las razones de la suma de dos ángulos:

sen=sen ⋅cos cos ⋅sen 

1−cos 
sen =±
2
2
sen 2 =2 sen  cos 
cos=cos ⋅cos −sen⋅sen
2
2
cos 2α=cos α− sen α
sen 2 α
tg 2 α=
cos 2 α
{
2
2
2
(1−sen α)−sen α=1−2 sen α
=
cos 2 α−(1−cos 2 α)=−1+2 cos2 α
2 sen α cos α
2
2 senα cos α
cos α
= 2
=
cos α−sen 2 α cos 2 α sen 2 α
−
cos 2 α cos 2 α
2 tg α
=
2
1−tg α
2α ⇔ 

α⇔
2


1cos 
cos =±
2
2
tg


1−cos 
=±
2
1cos 
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Identidades trigonométricas
Una identidad trigonométrica es una igualdad que se verifica para cualquier valor de la
variable, x.
Realizaremos operaciones en uno de los miembros hasta llegar a obtener el otro
miembro:
Ejemplos:
 sen xcos x 2=1sen 2x
2
2
2
 sen xcos x =sen xcos x2 sen x cos x=12 sen x cos x=1 sen 2x
1−cos2 x tg x
=
sen2x
2
2

2
1−cos x
sen x
sen x tg x
=
=
=
sen 2x
2 sen x cos x 2 cos x
2
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Ecuaciones trigonométricas
Las ecuaciones trigonométricas son ecuaciones en las que la incógnita es un ángulo que
aparece asociado a una razón trigonométrica. Para resolverlas conviene realizar
transformaciones que consigan expresar todos los términos en función de un mismo
ángulo y de una sola razón trigonométrica, o bien factorizarla.
Expresada en función de una misma razón y ángulo (inmediata):
x=45º360ºk , k ∈ ℤ
2 tg x=2 tg x=1  x ={ x=225º
360ºk , k ∈ℤ
Factorizando:
sen x=0  x=180ºk , k ∈ ℤ
sen 2x=sen x 2sen x cos x=sen x  sen x 2cosx −1=0  cos x =1  x = x=60º360ºk , k ∈ℤ
2
{x=300º360ºk , k ∈ℤ
Ecuación de segundo grado:
x=−2  no tiene sentido pues −1≤sen x ≤1
cos2 x−3 sen x=3  1−sen x−3sen x=3  sen x3sen x2=0  { sen
sen x=−1  x =270º360ºk , k ∈ ℤ
2
2
IMPORTANTE: Es necesario comprobar las soluciones porque
algunas de ellas pueden no ser válidas
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Seno y coseno del ángulo triple: sen3x y cos3x
Vamos a buscar una fórmula simplificada para calcular las razones del
ángulo triple: sen3x y cos3x
2
2
sen 3x=sen x2x= senx cos2x cosx sen2x= senx cos x−sen x cosx · 2senxcosx=
2
3
2
2
3
2
3
=senx cos x−sen x2cos x senx= 3 senx cos x−sen x= 3 senx 1−sen x−sen x=
3
3
3
=3 senx −3sen x−sen x= 3 senx−4sen x
2
2
cos 3x=cos  x2x= cosx cos2x−senx sen2x= cosx cos x−sen x −senx 2senx cosx=
3
2
2
3
2
3
2
=cos x−cosx sen x−2sen x cos x= cos x−3cosx sen x= cos x−3cosx 1−cos x=
3
3
3
=cos x−3cosx3cos x= 4cos x− 3cos x
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos rectángulos
Para resolver triángulos rectángulos hay que tener en cuenta que:
1. Conocemos uno de sus ángulos, el ángulo recto.
C
̂
A=90º
2. Sus lados cumplen el teorema de Pitágoras
b 2 +c 2 =a2
B
A
3. Sus dos ángulos agudos son complementarios
̂ Ĉ =90º
B+
4. Utilizaremos las razones trigonométricas de sus ángulos agudos
̂
sen B=
b
a
̂
cos B=
c
a
̂ b
tg B=
c
̂ c
sen C=
a
b
cos Ĉ =
a
̂ c
tg C=
b
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos rectángulos
Resolver un triángulo es obtener sus elementos desconocidos (longitud de sus
lados y amplitud de sus ángulos, el área) a partir de otros elementos conocidos.
RECUERDA QUE:
a) Conocidos dos lados
Uno de sus ángulos es recto.
➔
Podemos aplicar el Teorema
de Pitágoras.
➔
Sus dos ángulos agudos son
complementarios.
➔
Aplicando el T.Pitágoras:
a 2b2=c 2  b2 =13,752 −7,52 b=  132,81=11,52 m



 a  A =arcsen a =arcsen 7,5 =33º 3 ' 21' '
sen A=
c
c
13,75
 B=90º


A
 B=90º−33º
3 ' 21 ' ' º =56º 56 ' 39 ' '
b) Conocidos un lado y uno de los ángulos agudos
38 m
48º
h
Utilizaremos la razón trigonométrica que relaciona el ángulo y el lado conocido:
h
sen 48º= h=38⋅sen 48º =28,24 m
38
Aplicando el T.Pitágoras:
38 2=x 2h2  x 2=382−28,242  x = 38 2−28,24 2=  646,50=25,43 m
x


48º  N=90º
 N=90º−48º=42º
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Teorema del seno (con la altura hC)
a
b
c
=
=
 sen B
 sen C
sen A
Como ya sabes por la definición de las razones trigonométricas:
hC

 hC =b · sen A
En el triángulo rectángulo AMC: sen A=
b
En el triángulo rectángulo BMC:

sen B=
hC
h C =a · sen B
a
̂
̂
Como b · sen A=a
· sen B
Usando la altura hC obtenemos →
a
b
=
̂ sen B
̂
sen A
La otra se obtiene igual considerando otra de las alturas del triángulo, por ejemplo h A:
hA
h A =b · sen C
b
 h A  h A =c · sen B
sen B=
c

sen C=
hA 
b
c
=
 sen C

sen B
hA
a
b
c
=
=
 sen B
 sen C
sen A
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Teorema del seno 2 (con la altura hB)
a
b
c
=
=
 sen B
 sen C
sen A
Como ya sabes por la definición de las razones trigonométricas:
hB
hB

h B =c · sen A
c
hB

sen C=
 hB =a · sen C
a

sen A=
luego

c⋅sen A=a⋅sen
C
hB 
a
c
=
 sen C

sen A
La otra se obtiene igual considerando otra de las alturas del triángulo:
 h C  hC =b · sen A
sen A=
b
hC

sen B=
h C =a · sen B
a
hC 
a
b
c
=
=
 sen B
 sen C
sen A
b
a
=
 sen A

sen B
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Interpretación geométrica del teorema del seno
El teorema del seno se cumple tanto para el triángulo rojo ABC, como
para el verde A'BD.
En este último observa que el lado opuesto a C es el diámetro de la
circunferencia, luego 2R, por tanto tenemos:
a
2R
=
=2R
sen 
A ' sen 90º
Por otro lado observa que A=A' pues abarcan el mismo arco BC
a
a
=
=2R
 sen 
sen A
A'
Es decir, que en cualquier triángulo la relación entre un lado y el seno del ángulo opuesto es igual al diámetro de la circunferencia
circunscrita a dicho triángulo.
a
b
c
=
=
=2R



sen A sen B sen C
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Teorema del coseno
Dado un triángulo cualquiera, trazamos una
altura que dividirá el triángulo en dos triángulos
rectángulos.
En el triángulo rectángulo AMC:
̂
sen A=
hc
̂
→ hc =b⋅sen A
b
cos A=
m
̂
→m=b⋅cos A
b
Si aplicamos el teorema de Pitágoras al triángulo rectángulo CMB se tiene:
2
2
a =(c− m) + hc
2
2
2
sustituyendo los valores de h y m hallados anteriormente, tenemos:
  b⋅sen A

a = c−b⋅cos A
2
2
2
̂ b 2⋅cos 2 A+
̂ b2⋅sen2 Â
→a =c −2bc⋅cos A+
⏟
factor común b
2
2
2 ̂
̂ b 2 (sen 2 A+cos
̂
→a =c −2bc⋅cos A+
A)
⏟
2
2
sen α +cos α =1
2
2
2
2

 a =c b −2bc⋅cos A
De forma análoga se obtendrían las igualdades:
 b2 =a2 c 2 −2ac⋅cos B
 c 2 =a2 b2 −2ab⋅cos C
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Teorema del seno vs coseno cuando calculamos ángulos de un triángulo
a
b
c
=
=
 sen B
 sen C
sen A
 1; A
 puede ser un ángulo
Si el sen A=
2
er
agudo u obtuso (pertenecientes al 1 o 2º
cuadrantes).
30º ∈ I Cuadrante
 1  A=

Si sen A=
2
150º ∈ II Cuadrante
{
Salvo que tengamos datos suficientes del
ejercicio, el TS nos obliga a discutir las
soluciones.


Además si sen A1
o sen A−1
∃ solución

 a2 = c 2  b2 −2bc⋅cos A

 b2 = a 2  c 2 −2ac⋅cos B
 c 2 = a 2  b2 − 2ab⋅cos C
El TC nos permite conocer perfectamente el ángulo si
conocemos los tres lados del triángulo.
1

 puede ser un ángulo que
; A
Si el cos A=
2 er
pertenezca al 1 o 4º cuadrantes:
̂ 1 → A=
̂ 60º ∈ I Cuadrante
Si cos A=
2
300º ∈ IV Cuadrante →> Σ αi =180º
{
1

 puede ser un ángulo
Si el cos A=−
; A
2
que pertenezca al 2º o 3er cuadrantes:
1 ̂ 120º ∈ II Cuadrante
̂
Si cos A=−
→ A=
2
240º ∈ III Cuadrante→> Σ αi =180º
{
Con el TC no hace falta discutir las soluciones.
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos cualesquiera 1
Se conocen tres lados : a = 4, b = 4.5 y c = 3.
Nº de soluciones: Si existe es única (Existirá si el lado mayor es menor que la suma de los otros lados)
TC-TC
Aplica 1º el teorema del coseno para hallar el
primer ángulo. Sería buena idea calcular primero el
ángulo opuesto al lado mayor, que es el que puede ser
obtuso.
Para hallar el 2º ángulo vuelve a aplicar el
teorema del coseno.
Para el 2º ángulo puedes, si prefieres, utilizar
el teorema del seno; directamente si ya has
calculado el ángulo que puede ser obtuso, si no,
empieza calculando el ángulo más pequeño (el opuesto
al lado más pequeño) para asegurarnos que es agudo.
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos cualesquiera 2
Se conocen dos lados y el ángulo comprendido: c = 3 , b = 4 y A= 60º
Nº de soluciones: única
TC-TC
Aplica el teorema del coseno para hallar el
lado a.
Ahora ya conocemos tres lados y podemos
proceder como el caso anterior.
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos cualesquiera 3
Se conocen un lado y dos ángulos: c = 3.6 , A= 45º y B =105º
̂
Nº de soluciones: Si existe es única ( Si  + B<180º
)
TS-TS
̂ B+
̂ Ĉ =180º.
Determinamos el otro ángulo pues A+
Con el teorema del seno calculamos los otros lados.
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos cualesquiera 4a
Se conocen dos lados y el ángulo opuesto a uno de ellos: a = 2 c = 4 A = 45º
Nº de soluciones: 0
TS
Mediante el teorema del seno determinamos el ángulo Ĉ
Si sen Ĉ >1
no tiene solución.
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos cualesquiera 4b
Se conocen dos lados y el ángulo opuesto a uno de ellos: a= 3
Nº de sol.: 2
c = 4 A= 35º
TS-TS
Mediante el teorema del seno determinamos el ángulo Ĉ
Si sen Ĉ >1 tenemos dos soluciones, uno de ellos obtuso.
En cada una de ellas calculamos el ángulo B y con el
teorema del seno el lado b.
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos cualesquiera 4c
Se conocen dos lados y el ángulo opuesto a uno de ellos: a = 3 c = 6 A= 30º
Nº de sol.:1
TS-TS
Mediante el teorema del seno determinamos el ángulo C.
Si sen C=1, C=90º y por tanto la solución es única.
Aplicando A+B+C=180º obtenemos B y con el teorema
del seno el lado b.
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Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos cualesquiera 4d
Se conocen dos lados y el ángulo opuesto a uno de ellos: a = 3 b = 6 A= 30º
Nº de sol.:1
TS-TS
Mediante el teorema del seno determinamos el ángulo C,
y posteriormente el ángulo B.
Aplicando de nuevo el teorema del seno obtenemos el
lado b.
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos cualesquiera 4e
Se conocen dos lados y el ángulo opuesto a uno de ellos: a = 3 c = 4 A= 125º
Nº de sol.:0
TS
Mediante el teorema del seno determinamos el ángulo C.
Si sen C>1 no tiene solución.
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Resolución de triángulos cualesquiera 4f
Se conocen dos lados y el ángulo opuesto a uno de ellos: a=3 c = 2 A= 125º
Nº sol.:1
TS-TS
Mediante el teorema del seno determinamos el ángulo C,
y posteriormente el ángulo B.
Aplicando de nuevo el teorema del seno obtenemos el
lado b
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Aplicaciones de la trigonometría: T. Rectángulo – Doble tangente
Halla la altura, x, que ha alcanzado la cometa.
Halla la altura, y, del árbol que se encuentra al otro
lado del río. (Método de la doble tangente)
sen 48º=
x
→ x =38⋅sen38º
38
}
y
15+ x →15 tg 32º+ x tg 32º= x tg 50º
y
tg 50º=
x
15 tg 32º
15 tg 32º= x tg 50º− x tg 32º → x =
tg 50º−tg 32º
tg 32º=
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Aplicaciones de la trigonometría: TS – Doble tangente
a
b
c=60
Hallar la altura, h, de los aviones. (Método de la
doble tangente)
}
h
2+ x → 2 tg 30º+ x tg 30º= x tg 55º
h
tg 55º=
x
2 tg 30º
2 tg 30º= x tg 55º− x tg 30º → x =
tg 55º−tg 30º
tg 30º=
Halla el área del triángulo si C=38º.
Recuerda que S = 1 a⋅b⋅sen Ĉ , es decir, el
2
semiproducto de dos de sus lados por el seno del
ángulo comprendido por ellos.
a
60
60⋅sen 112º
=
→ a=
=90,36 u
sen 112º sen 38º
sen 38º
1
̂ 1 90,36⋅60⋅sen 30º=1355,4 u 2
S = a⋅c⋅sen B=
2
2
Como c=60 →
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Aplicaciones de la trigonometría: TS – Doble tangente
h
Determina la superficie del pentágono, conocido el lado a = 3 m.
¡OJO EL TRIÁNGULO NO ES EQUILÁTERO!
Como a=3 →
R
3
=
→ R=2,55 m
sen 54º sen72º
1
1
2
S = a⋅R⋅sen54º= 3⋅2,55⋅sen 54º=3,09 m
2
2
x
Desde un punto a ras de suelo, los ángulos de elevación
que presentan la base y la punta de un mástil de 6 m de
altura (h), colocado sobre un acantilado, son 38° y 46°.
Calcula la altura del acantilado. (Método de la doble tangente)
Llamando x a la distancia observador-acantilado:
h+6
x
h
tg 38º=
x
tg 46º=
ANTERIOR
}
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Aplicaciones de la trigonometría: TC
Un jugador de golf lanza la pelota desde la
posición de salida de un hoyo, distante 350
m, y alcanza una distancia de 180 m. Pero el
golpe ha sido defectuoso y la dirección de la
pelota forma un ángulo de 20° respecto de la
dirección hacia el hoyo. ¿A qué distancia del
hoyo ha quedado su pelota?
x
Para fijar la antena AB, se recurre a los tirantes BC
y BD. Si la antena mide AB = 3 m, la longitud del
tejado es AC = AD = 11 m, y si el ángulo de la
antena con las dos vertientes del tejado es
BAD=130º, hallar la longitud que se precisa para
los tirantes BC = BD.
2
2
2
Si x= BC= BD → x =3 +11 −2⋅3⋅11⋅cos 130º=
=12,63 m
2
2
2
TC : x =180 +350 −2⋅180⋅350⋅cos 20º=191,05 m
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
Aplicaciones de la trigonometría: TS
56 m
Se desea hallar la distancia entre dos puntos A y B
del terreno; A no es accesible y B si lo es. Se recurre a
un punto C y se mide CB = 56 m, BCA=55º y
ABC=70º. Hallar la distancia AB
x
56
=
sen 55º sen 55º
x =56 m( En este caso se trata de un triángulo isósceles)
̂
Como A=180º−55º−70º=55→
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MATEMÁTICAS I 1º Bach.
Unidad: Trigonometría
ACTIVIDAD
¿Cómo midió Eratóstenes el radio de la Tierra?
Eratóstenes nació en Cirene ( antigua ciudad griega en la actual
Libia) en el año 276 a. C (S III a. C) y se cree que era de origen
caldeo. Fue matemático, astrónomo y geógrafo. Alrededor del año
255 a. C fue nombrado director de la Biblioteca de Alejandría por
el rey Ptolomeo Evegetes. Trabajó con problemas de
matemáticas, como la duplicación del cubo y los números primos.
Hemos podido conocer algo de sus trabajos, merced a
comentarios y citas de otros autores.
Una de sus principales contribuciones a la ciencia y a la
astronomía fue su trabajo sobre la medición de la Tierra. Estando
en la Biblioteca de Alejandría (Egipto), encontró un informe de
observaciones sobre Siena (actualmente Asuán, Egipto), ciudad
situada a unos 800 Km. al sur de Alejandría, en el que se decía
que el día del solsticio de verano (21 de junio) a mediodía, los
objetos (como por ejemplo, los obeliscos) no producían sombra y
en el fondo de los pozos podía verse la luz del sol. Esto se debe a
que esta ciudad está sobre la línea del trópico (en realidad, 33' al
norte del Trópico de Cáncer
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¿Cómo midió Eratóstenes el radio de la Tierra?
Como hemos dicho sabía que un día determinado, al mediodía, en Siena (actualmente
Aswan, Egipto), una ciudad ubicada a una distancia considerable de Alejandría hacia el sur,
la luz del sol entraba de forma totalmente vertical dentro de un pozo profundo.
Eratóstenes también sabía que mientras que esto
ocurría en Siena, no sucedía lo mismo en Alejandría.
Los rayos del Sol son todos paralelos entre sí, teniendo
en cuenta la gran distancia que hay entre el Sol y la Tierra.
Los rayos del Sol entran de modo perfectamente vertical
dentro del pozo ubicado en Siena, cuando el sol está
exactamente sobre esta ciudad (el 21 de junio al mediodía).
En el mismo momento que en Siena los rayos del Sol entran al pozo como en la figura, en
Alejandría los rayos entran formando un ángulo con la vertical; el gnomon (obelisco en la
figura) proyecta cierta sombra.
Eratóstenes usó este procedimientoara calcular el perímetro de la Tierra: midió la sombra
del gnomon en Alejandría. Conociendo la altura del gnomon, la longitud de su sombra, y la
distancia entre Siena y Alejandría, calculó el perímetro terrestre.
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Sabemos que:
●
La longitud de arco entre Siena y Alejandría es
d S−A
Esta distancia era de 5.000 estadios
α2
●
El ángulo correspondiente a este arco es
●
El ángulo que forman los rayos del Sol con el gnomon es
●
α 1=α 2
α1
por ser ángulos alternos-internos
Este ángulo resulto ser de 7º 12'=7,2º
●
El radio de la Tierra es R.
●
Los rayos del Sol llegan en forma paralela a la Tierra.
●
La longitud de la sombra es
l sombra
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Conociendo la tangente del ángulo,
de
α
tg α
, y sabiendo que
α<90º
podemos obtener el valor
con una calculadora.
Por otro lado, la proporción del perímetro total de la Tierra,
2⋅π⋅R
, que representa la longitud de arco, d, que une los
puntos S (Siena) y A (Alejandría) sobre la superficie de la Tierra,
es igual a la proporción que representa el ángulo
α
respecto del ángulo que da una vuelta entera, 360º.
De aquí se deduce
d
360⋅d 180⋅d
= α → R=
= π⋅α
2 π R 360º
2πα
R=
360º⋅5000 estadios
=250000 estadios
2 π⋅7,2 º
Aunque no se tienen datos exactos, se sabe que el
estadio equivale a unos 160m (actualmente se suele
tomar 158m). Por tanto, 250.000 estadios son
aproximadamente 250.000*160/1000 = 40.000 Km.
Esto equivale a un radio de 6.366 Km. o 6.286 si
tomamos los 158m, contra los 6.371 Km. que son
los admitidos hoy en día.
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Eratóstenes tuvo suerte porque conocía un lugar en donde el sol caía en forma exactamente vertical al mediodía.
¿Se podría hacer el experimento sin saber dónde hay un lugar así? Veamos:
Las ciudades, A y B, ubicadas aproximadamente sobre un mismo
meridiano terrestre, están separadas por una distancia, d, en la
dirección norte-sur. Mediremos, el mismo día, el ángulo que
forman los rayos del sol con la vertical al mediodía en cada ciudad,
llamamos a estos ángulos
αA
y
αB
El ángulo que subtiende el arco que une los puntos A y B es la diferencia entre .
Por lo tanto,
α −α B
d
360⋅d
= A
→ R=
2π R
360º
2 π(α A −α B )
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Proyecto Eratóstenes. Medición del radio de la Tierra
El proyecto consiste en la medición conjunta y simultánea del radio terrestre por parte de
docentes y alumnado de escuelas de nivel medio de Latinoamérica. El método de medición
está basado en el que usara Eratóstenes de Cirene hace dos mil trescientos años.
El desarrollo del Proyecto Eratóstenes es una propuesta conjunta del Departamento de Física
de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, del
Laboratorio Pierre Auger, Universidad Tecnológica Nacional, Regional Mendoza (Argentina) y
de la Asociación Física Argentina.
Esta actividad es sencilla, no demanda gastos y es muy rica para desarrollar los temas de
Matemáticas, Física, Astronomía, Geografía e Historia. Cada escuela debe registrarse en la
web del proyecto y seguir las instrucciones de la medición simultánea prevista para las escuela
participantes. Cada cálculo del radio terrestre requiere de al menos dos escuelas que midan
sombras y longitudes de gnomones, cada una en su punto geográfico, durante el mediodía
solar de un mismo día, cerca de los equinoccios, o eventualmente de días diferentes, cerca de
los solsticios.
En este proyecto participan cada año escuelas de Argentina, Brasil, Uruguay, Bolivia, Perú,
Venezuela, Colombia y México. La intención de los coordiandores del proyecto es sumar este
año escuelas de España y Portugal.
Información Proyecto Eratóstenes: http://df.uba.ar/eratostenes
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http://www.astronomia2009.es/doce_miradas/medida_radiotierra.wmv
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Enlaces de interés
Acertijos matemáticos
Problemas matemáticos
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Actividad: Medición de arcos
Dirección: http://www.santillana.cl/mat2/unidad7b.htm
En la sección chilena de la
Editorial Santillana, en la
figura de esta actividad
aparecen trazadas dos
circunferencias concéntricas.
Observando los puntos
móviles se deben resolver las
Para desarrollarla, sigue
actividades.
este enlace.
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