Plantilla de Bitácora Participación Estudiantil Ecuador
1.2. Práctica 1 - Revisión de problemas trigonométricos y geométricos.pdf
1. Práctica 1:
Revisión de problemas trigonométricos
y geométricos
Universidad Católica de Santa María
Facultad de Ciencias e Ingenierías
Biológicas y Químicas
Ingeniería Agronómica y Agrícola
Tema:
Prof. Valentin Rubén Orcón Zamora
Topografía I - Prácticas
Arequipa, 2022
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Facultad de Ciencias e Ingenierías Biológicas y Químicas - Ingeniería Agronómica y Agrícola
Problemas trigonométricos y geométricos
Recordar
Razones trigonométricas en triángulo rectángulo
Seno
El seno del ángulo B es la razón entre el cateto
opuesto al ángulo y la hipotenusa. Se denota por sen
B.
Coseno
El coseno del ángulo B es la razón entre el cateto
adyacente o contiguo al ángulo y la hipotenusa. Se
denota por cos B.
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Problemas trigonométricos y geométricos
Recordar
Razones trigonométricas en triángulo rectángulo
Tangente
La tangente del ángulo B es la razón entre el cateto
opuesto al ángulo y el cateto adyacente al ángulo. Se
denota por tan B o tg B.
Cosecante
La cosecante del ángulo B es la razón inversa del
seno de B. Se denota por csc B o cosec B.
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Problemas trigonométricos y geométricos
Recordar
Razones trigonométricas en triángulo rectángulo
Secante
La secante del ángulo B es la razón inversa del
coseno de B. Se denota por sec B.
Cotangente
La cotangente del ángulo B es la razón inversa de la
tangente de B. Se denota por cot B o ctg B.
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Problemas trigonométricos y geométricos
Recordar
Razones trigonométricas en triángulo rectángulo
Para las otras razones trigonométricas, en vez de crear otro acrónimo, es más sencillo
aprenderse el hecho de que la cosecante, secante y cotangente, son opuestos
multiplicativos del seno, coseno y tangente, respectivamente.
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Problemas trigonométricos y geométricos
Recordar
Ley de los senos
Es una proporción entre las longitudes de los lados de un triángulo y los senos de sus
correspondientes ángulos opuestos.
Aplicación
Útil para resolver problemas en los que se
conocen dos ángulos del triángulo y un lado
opuesto a uno de ellos o cuando conocemos dos
lados del triángulo y un ángulo opuesto a uno de
ellos.
• Cálculo de la altura de un árbol
• Hallar el ángulo de elevación del suelo
• Plano para construcción de puentes
• Estudio y dibujo de carriles de una autopista
• Itinerario de un planeo
• Ubicación de un foco de incendio
• La altitud de una montaña
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Problemas trigonométricos y geométricos
Recordar
Teoría de Euclides
En todo triángulo rectángulo, si se traza la altura correspondiente al vértice del ángulo
recto, los dos nuevos triángulos rectángulos son semejantes entre sí, y a la vez son
semejantes al original.
A partir de lo anterior, se extrae varias relaciones de proporcionalidad, siendo una de
ellas la siguiente:
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Problemas trigonométricos y geométricos
Recordar
Fórmula de Herón
Permite calculara el área de un triángulo del cual se conocen todos sus lados.
El área se calcula a partir del semiperímetro del triángulo “s” y de la longitud de los lados
(a, b y c).
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Problemas trigonométricos y geométricos
Problemas
Ejercicio 1:
Convertir: Sº = 34º25’18” a Cg
Solución:
1. Convirtiendo a decimal de grado:
Segundos a minutos :
18"
60
= 0.3′
Minutos a grados :
25.3′
60
= 0.4217° => 34.4217°
2. Reemplazando: en la expresión:
°𝑆
360
=
𝐶𝑔
400
=> °𝐶 =
°𝑆𝑥400
360
=
34.4217°𝑥400
360
= 38.2463𝑔
(𝑔𝑜𝑛𝑠 𝑜 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠)
3. Al ser grados centesimales, solo es necesario la división sucesiva entre 100:
Resultando : °𝐶 = 38𝑔
24𝑐
63𝑐𝑐
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Problemas trigonométricos y geométricos
Problemas
Ejercicio 2:
Convertir: Cg = 18𝑔
83𝑐
61𝑐𝑐
a Sº
Solución:
1. Convirtiendo a decimal de grado:
Cg = 18.8361𝑔
2. Reemplazando: en la expresión.:
°𝑆
360
=
𝐶𝑔
400
=> 𝑆° =
°𝐶𝑥360
400
=
18.8361𝑥360
400
= 16.9525° (𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑠𝑒𝑥𝑎𝑔𝑒𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠)
3. Convertir a minutos y segundos, multiplicar la parte decimal entre 60:
Para minutos : 0.9525 x 60 = 57.1500′
Para segundos : 0.1500 x 60 = 9.0000"
Resultando : S° = 16°57′
09“
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Problemas
Ejercicio 3:
Convertir: Sº = 36º23’16” a radianes
Solución:
1. Convirtiendo a decimal de grado:
Segundos a minutos :
16"
60
= 0.2667′
Minutos a grados :
23.2667′
60
= 0.3878° => 36.3878°
2. Reemplazando: en la expresión:
°𝑆
360
=
𝐶𝑔
400
=
𝑟𝑎𝑑
2𝜋
°𝑆
360
=
𝑟𝑎𝑑
2𝜋
=> 𝑟𝑎𝑑 =
°𝑆𝑥2𝜋
360
=
36.3878𝑥2𝜋
360
= 0.6351 (𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑛𝑒𝑠)
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Problemas trigonométricos y geométricos
Problemas
Ejercicio 4:
Convertir: rad = 2.378 a Sº
Solución:
1. Utilizando la expresión de equivalencia:
𝑆°
360
=
𝐶𝑔
400
=
𝑟𝑎𝑑
2𝜋
°𝑆
360
=
𝑟𝑎𝑑
2𝜋
=> °𝑆 =
360𝑥𝑟𝑎𝑑
2𝜋
=
360𝑥2.378
2𝜋
= 136.2494 (𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑠𝑒𝑥𝑎𝑔𝑒𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠)
2. Convertir a minutos y segundos, multiplicar la parte decimal entre 60:
Para minutos : 0.2494 x 60 = 14.9640′
Para segundos : 0.9640 x 60 = 57.8400"
Resultando : S° = 136°14′
57.84“
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Problemas trigonométricos y geométricos
Problemas
Ejercicio 5:
Convertir: Cg = 83𝑔
29𝑐
75𝑐𝑐
a radianes
Solución:
1. Convirtiendo a decimal de grado centesimal:
Cg = 83.2975𝑔
°𝑆
360
=
𝐶𝑔
400
=
𝑟𝑎𝑑
2𝜋
𝐶𝑔
400
=
𝑟𝑎𝑑
2𝜋
=> 𝑟𝑎𝑑 =
𝐶𝑔
𝑥2𝜋
400
=
83.2975𝑥2𝑥𝜋
400
= 1.3084 (𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑛𝑒𝑠)
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Problemas
Ejercicio 6:
Convertir: rad = 2.45 a Cg
Solución:
1. Convirtiendo a decimal de grado:
°𝑆
360
=
𝐶𝑔
400
=
𝑟𝑎𝑑
2𝜋
𝐶𝑔
400
=
𝑟𝑎𝑑
2𝜋
=> 𝐶𝑔
=
400𝑥𝑟𝑎𝑑
2𝜋
=
400𝑥2.45
2𝜋
= 155.9718 (𝑔𝑜𝑛𝑠 𝑜 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠)
2. Al ser grados centesimales, solo es necesario la división sucesiva entre 100:
Resultando : 𝐶𝑔
= 155𝑔
97𝑐
18𝑐𝑐
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Problemas trigonométricos y geométricos
Problemas
Ejercicio 7:
Hallar un ángulo sabiendo que la diferencia de las inversas de sus medidas en grados
sexagesimales y centesimales es igual a la mitad de su medida en radianes.
Solución:
Sean “S” y “C” la medida de los ángulos respectivamente, entonces:
1
𝑆
−
1
𝐶
=
𝑅
2
Sabiendo:
𝑆°
360
=
𝐶𝑔
400
=
𝑟𝑎𝑑
2𝜋
Tendremos:
𝐶𝑔
=
400𝑥𝑟𝑎𝑑
2𝜋
𝑆° =
360𝑥𝑟𝑎𝑑
2𝜋
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Problemas
Ejercicio 7:
Substituyendo:
1
360𝑥𝑟𝑎𝑑
2𝜋
−
1
400𝑥𝑟𝑎𝑑
2𝜋
=
𝑟𝑎𝑑
2
Simplificando y resolviendo:
𝑟𝑎𝑑 = 0.0591 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑛𝑒𝑠
Reemplazando rad en expresiones iniciales:
𝐶𝑔
=
400𝑥𝑟𝑎𝑑
2𝜋
=
400𝑥0.0591
2𝜋
= 3.7624𝑔
= 3𝑔
76𝑐
24𝑐𝑐
𝑆° =
360𝑥𝑟𝑎𝑑
2𝜋
=
360𝑥0.0591
2𝜋
= 3.3862° = 3°23′
10.32“
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Problemas
Ejercicio 8:
En el triangulo mostrado, se tiene 𝛼 = 100𝑔
, 𝛾 = 40°, 𝛽 = 20° 𝑦 𝐴𝐵 = 5𝑚 , se pide
determinar:
a. Los valores de los lados 𝐴𝐶 y 𝐵𝐶.
b. Sen𝛽, cos𝛽, tan𝛽, sen𝛾, cos𝛾 y tan𝛾
Solución:
1. Convirtiendo a decimal de grado:
Cg = 100𝑔
Reemplazando: en la expresión.:
°𝑆
360
=
°𝐶
400
=> 𝑆° =
°𝐶𝑥360
400
=
100𝑥360
400
= 90° (𝛼 = 90°)
2. Calculando los lados faltantes, utilizando la ley de senos:
𝐴𝐵
𝑆𝑒𝑛(𝛾)
=
𝐴𝐶
𝑆𝑒𝑛(𝛽)
=
𝐵𝐶
𝑆𝑒𝑛(𝛼)
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Problemas
Ejercicio 8:
3. Calculamos el lado 𝐴𝐶 y 𝐵𝐶:
𝐴𝐶 =
𝐴𝐵. 𝑆𝑒𝑛(𝛽)
𝑆𝑒𝑛(𝛾)
=
5𝑥𝑆𝑒𝑛(20°)
𝑆𝑒𝑛(40°)
=
1.7101
0.6228
= 2.7458𝑚
𝐵𝐶 =
𝐴𝐵. 𝑆𝑒𝑛(𝛼)
𝑆𝑒𝑛(𝛾)
=
5𝑥𝑆𝑒𝑛(90°)
𝑆𝑒𝑛(40°)
=
5.0000
0.6428
= 7.7785𝑚
4. Calculamos las funciones trigonométricas solicitadas:
𝑠𝑒𝑛𝛽 =
𝐶𝑂
𝐻
=
2.7458
7.7785
= 0.3529
𝑐𝑜𝑠𝛽 =
𝐶𝐴
𝐻
=
5
7.7785
= 0.6428
𝑡𝑎𝑛𝛽 =
𝐶𝑂
𝐶𝐴
=
2.7458
5
= 0.5492
𝑠𝑒𝑛𝛾 =
𝐶𝑂
𝐻
=
5
7.7785
= 0.6428
𝑐𝑜𝑠𝛾 =
𝐶𝐴
𝐻
=
2.7458
7.7785
= 0.3529
𝑡𝑎𝑛𝛾 =
𝐶𝑂
𝐶𝐴
=
5
2.7458
= 1.8210
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Problemas
Ejercicio 9:
La base de un paralelogramo mide 51 m y sus diagonales 74 m y 40 m respectivamente.
Determine el área del paralelogramo.
Solución:
Se sabe que las diagonales de un paralelogramo lo dividen en cuatro triángulos con
áreas iguales, entonces basta con encontrar el área del triángulo ABC y multiplicarlo por
4.
1. Aplicando formula de Herón:
𝐴 = 𝑠(𝑠 − 𝑎)(𝑠 − 𝑏)(𝑠 − 𝑐) = 54(54 − 37)(54 − 20)(54 − 51) = 306 𝑚2
Donde: s = semiperímetro.
𝑠 =
37 + 20 + 51
2
= 54𝑚
2. Área del paralelogramo:
𝐴 = 4 306 = 1,224𝑚2
51
37 20
a = 37
b = 20
c = 51
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Problemas
Ejercicio 10:
Un terreno rectangular cuya anchura es los 3/5 de su longitud esta rodeado de un
sendero rectangular de 1 m de ancho (exterior). Determine el área del terreno y el área
del sendero, si el perímetro interior del mismo es 136 m.
Solución:
𝑎 =
3
5
𝐿
2 𝐿 + 𝑎 = 136𝑚
𝐿 + 𝑎 = 68𝑚 => 𝐿 +
3
5
𝐿 = 68𝑚 => 𝐿 = 42.5𝑚
Reemplazando: 𝑎 = 25.5𝑚
𝐿′
= 𝐿 + 2 = 44.5𝑚
𝑎′
= 𝑎 + 2 = 27.5𝑚
Área del terreno : 42.5𝑥25.5 = 1,083.75𝑚2
Área del terreno con sendero: 44.5𝑥27.5 = 1,223.75𝑚2
Área del sendero : 1,223.75 − 1,083.75 = 140𝑚2
L
a
a'
L’
21. Práctica 1:
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trigonométricos y geométricos
Prof. Valentin Rubén Orcón Zamora
Gracias