Grado 11

Grado 11TrigonometríaAplicaciones de la trigonometría


Leyes de senos y cosenos


Introducción

En trigonometría, las leyes de senos y cosenos son fundamentales para resolver problemas que involucran triángulos. Estas reglas nos permiten encontrar ángulos y lados desconocidos de un triángulo cuando se conocen ciertos otros elementos del triángulo. Son herramientas esenciales no solo en geometría sino también en aplicaciones del mundo real como la ingeniería, la navegación y la física.

Ley de senos

La Ley de Senos establece que en cualquier triángulo, la razón de la longitud de un lado al seno del ángulo opuesto es constante. Se puede escribir como:

a / sin(A) = b / sin(B) = c / sin(C)

Aquí, a, b y c son las longitudes de los lados del triángulo respectivamente, y A, B y C son los ángulos opuestos.

Ejemplo visual de la Ley de Senos

A B C A B C

En el triángulo anterior, puedes aplicar la Ley de Senos para encontrar los lados o ángulos desconocidos.

Aplicación de ejemplo de la Ley de Senos

Supongamos que tienes un triángulo con lados a = 8, ángulo A = 30° y ángulo B = 45°. Para encontrar el lado b, utiliza:

a / sin(A) = b / sin(B)

Primero, encuentra el valor del seno:

sin(30°) = 0.5 y sin(45°) = 0.707

Uso de la Ley de Senos:

8 / 0.5 = b / 0.707

Resolver esta ecuación da:

b = 8 * 0.707 / 0.5 = 11.312

Por lo tanto, la longitud del lado b es aproximadamente 11.312.

Ley de cosenos

La Ley de Cosenos es útil para calcular el lado desconocido de un triángulo cuando se conocen dos lados y el ángulo incluido, o para encontrar un ángulo cuando se conocen los tres lados. La fórmula es:

c² = a² + b² - 2ab * cos(C)

Esto se puede reorganizar para encontrar el ángulo:

cos(C) = (a² + b² - c²) / (2ab)

Ejemplo visual de la Ley de Cosenos

C A B B A C

En el triángulo mostrado, la Ley de Cosenos puede usarse para encontrar ángulos o lados desconocidos.

Aplicación de ejemplo de la Ley de Cosenos

Imagina un triángulo con lados a = 5, b = 7 y ángulo C = 60°. Para encontrar el tercer lado c, utiliza:

c² = a² + b² - 2ab * cos(C)

Comienza encontrando cos(60°):

cos(60°) = 0.5

Sustituye y resuelve:

c² = 5² + 7² - 2 * 5 * 7 * 0.5 c² = 25 + 49 - 35 c² = 39 c = sqrt(39) ≈ 6.24

Por lo tanto, la longitud del lado c es aproximadamente 6.24.

Uso conjunto de ambas leyes

A veces, es posible que necesites usar tanto la Ley de Senos como la Ley de Cosenos para resolver un problema. Por ejemplo, si tienes un triángulo con dos lados y ningún ángulo entre ellos, primero puedes usar la Ley de Cosenos para encontrar el tercer lado y luego usar la Ley de Senos para encontrar los ángulos desconocidos.

Ejemplo combinando ambas leyes

Imagina un triángulo con lados a = 9, b = 12 y B = 75°. Para calcular el ángulo A y el lado c, primero encuentra c usando la ley de cosenos:

c² = a² + b² - 2ab * cos(B) c² = 9² + 12² - 2 * 9 * 12 * cos(75°)

El coseno del ángulo 75° es:

cos(75°) ≈ 0.2588

Sustituye en la fórmula:

c² = 81 + 144 - 216 * 0.2588 c² = 225 - 55.9408 c² ≈ 169.0592 c ≈ sqrt(169.0592) c ≈ 13

Luego, usa la ley de senos para encontrar el ángulo A:

sin(A) / a = sin(B) / b sin(A) / 9 = sin(75°) / 12

Encuentra sin(75°):

sin(75°) ≈ 0.9659

Resuelve para sin(A):

sin(A) = 9 * 0.9659 / 12 sin(A) ≈ 0.7244

Finalmente determina el ángulo A:

A ≈ arcsin(0.7244) ≈ 46.28°

Por lo tanto, el ángulo A es aproximadamente 46.28°, y el lado c es aproximadamente 13.


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