TRIGONOMETRIA
TRIGONOMETRIA
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Índice
1 Historia
2 Unidades angulares
3 Las funciones trigonométricas
3.1 Razones trigonométricas
3.1.1 Representación gráfica
3.2 Razones trigonométricas inversas
3.2.1 Representación gráfica
3.3 Otras funciones trigonométricas
3.4 Funciones trigonométricas recíprocas
3.4.1 Representación gráfica
3.5 Funciones trigonométricas inversas recíprocas
3.5.1 Representación gráfica
4 Equivalencia entre las funciones trigonométricas
5 Valor de las funciones trigonométricas
6 Sentido de las funciones trigonométricas
6.1 Primer cuadrante
6.2 Segundo cuadrante
6.3 Tercer cuadrante
6.4 Cuarto cuadrante
7 Cálculo de algunos casos
7.1 Para 90-α
7.2 Para 90+α
7.3 Para 180-α
7.4 Para 180+α
7.5 Para 270-α
7.6 Para 270+α
7.7 Para -α
8 Identidades trigonométricas
8.1 Recíprocas
8.2 De división
8.3 Por el teorema de Pitágoras
9 Seno y coseno, funciones complejas
10 Véase también
11 Referencias
11.1 Bibliografía
11.2 Enlaces externos
Historia
Artículo principal: Historia de la trigonometría
Papiro de Ahmes
Los egipcios, en el segundo milenio antes de Cristo, utilizaban una forma primitiva
de la trigonometría, para la construcción de las pirámides. El Papiro de Ahmes,
escrito por el escriba egipcio Ahmes (c. 1680-1620 a. C.), contiene el siguiente
problema relacionado con la trigonometría:
Unidades angulares
En la medición de ángulos y, por tanto, en trigonometría, se emplean tres unidades,
si bien la más utilizada en la vida cotidiana es el grado sexagesimal, en
matemáticas es el radián la más utilizada, y se define como la unidad natural para
medir ángulos, el grado centesimal se desarrolló como la unidad más próxima al
sistema decimal, se usa en topografía, arquitectura o en construcción.
Razones trigonométricas
Trigonometria aa1.svg
El triángulo ABC es un triángulo rectángulo en C, con radio unitario (AB = AD = 1);
lo usaremos para definir las razones seno, coseno y tangente, del ángulo {\
displaystyle \alpha \,}\alpha \,, correspondiente al vértice A, situado en el
centro de la circunferencia.
El seno (abreviado como sen, o sin por llamarse "sĭnus" en latín) es la razón entre
el cateto opuesto al ángulo y la hipotenusa.
{\displaystyle \operatorname {sen} \,\alpha ={\frac {\overline {CB}}{\overline
{AB}}}={\frac {\overline {CB}}{1}}={\overline {CB}}}{\displaystyle \operatorname
{sen} \,\alpha ={\frac {\overline {CB}}{\overline {AB}}}={\frac {\overline {CB}}
{1}}={\overline {CB}}}
El coseno (abreviado como cos) es la razón entre el cateto adyacente o contiguo al
ángulo y la hipotenusa.
{\displaystyle \cos \alpha ={\frac {\overline {AC}}{\overline {AB}}}={\frac {\
overline {AC}}{1}}={\overline {AC}}}{\displaystyle \cos \alpha ={\frac {\overline
{AC}}{\overline {AB}}}={\frac {\overline {AC}}{1}}={\overline {AC}}}
La tangente (abreviado como tan o tg) es la razón entre el cateto opuesto al ángulo
y el cateto adyacente.
{\displaystyle \tan \alpha ={\frac {\overline {CB}}{\overline {AC}}}={\frac {\
overline {DE}}{\overline {AD}}}={\frac {\overline {DE}}{1}}={\overline {DE}}}{\
displaystyle \tan \alpha ={\frac {\overline {CB}}{\overline {AC}}}={\frac {\
overline {DE}}{\overline {AD}}}={\frac {\overline {DE}}{1}}={\overline {DE}}}
Representación gráfica
Representación gráfica
si:
si:
NOTA: Es común, que las funciones recíprocas sean escritas de esta manera:
si:
si:
Representación gráfica
RadiánCircunferencia.svg SexaCircunferencia.svg
Circunferencia en radianes. Circunferencia en grados sexagesimales.
Radianes Grados
sexagesimales seno coseno tangente cosecante secante cotangente
Angulo000.svg {\displaystyle 0\;}0\; {\displaystyle 0^{o}\,}0^{o}\, {\
displaystyle {\frac {\sqrt {0}}{2}}=0}{\frac {{\sqrt {0}}}{2}}=0 {\
displaystyle {\frac {\sqrt {4}}{2}}=1}{\frac {{\sqrt {4}}}{2}}=1 {\
displaystyle 0\,}0\, {\displaystyle \nexists (\pm \infty )\,\!}\nexists (\pm \
infty )\,\! {\displaystyle 1\,}1\, {\displaystyle \nexists (\pm \infty )\,\!}\
nexists (\pm \infty )\,\!
Angulo030.svg {\displaystyle {\frac {1}{6}}\pi }{\frac {1}{6}}\pi {\
displaystyle 30^{o}\,}30^{o}\, {\displaystyle {\frac {\sqrt {1}}{2}}={\frac
{1}{2}}}{\frac {{\sqrt {1}}}{2}}={\frac {1}{2}} {\displaystyle {\frac {\sqrt
{3}}{2}}}{\frac {{\sqrt {3}}}{2}} {\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {3}}}}{\frac
{1}{{\sqrt {3}}}} {\displaystyle 2\,}2\, {\displaystyle {\frac {2}{\sqrt
{3}}}}{\frac {2}{{\sqrt {3}}}} {\displaystyle {\sqrt {3}}}{\sqrt {3}}
Angulo045.svg {\displaystyle {\frac {1}{4}}\pi }{\frac {1}{4}}\pi {\
displaystyle 45^{o}\,}45^{o}\, {\displaystyle {\frac {\sqrt {2}}{2}}}{\frac
{{\sqrt {2}}}{2}} {\displaystyle {\frac {\sqrt {2}}{2}}}{\frac {{\sqrt
{2}}}{2}} {\displaystyle 1\,}1\, {\displaystyle {\frac {2}{\sqrt {2}}}}{\frac
{2}{{\sqrt {2}}}} {\displaystyle {\frac {2}{\sqrt {2}}}}{\frac {2}{{\sqrt
{2}}}} {\displaystyle 1\,}1\,
Angulo060.svg {\displaystyle {\frac {1}{3}}\pi }{\frac {1}{3}}\pi {\
displaystyle 60^{o}\,}60^{o}\, {\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{2}}}{\frac
{{\sqrt {3}}}{2}} {\displaystyle {\frac {\sqrt {1}}{2}}={\frac {1}{2}}}{\frac
{{\sqrt {1}}}{2}}={\frac {1}{2}} {\displaystyle {\sqrt {3}}}{\sqrt {3}} {\
displaystyle {\frac {2}{\sqrt {3}}}}{\frac {2}{{\sqrt {3}}}} {\displaystyle
2\,}2\, {\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {3}}}}{\frac {1}{{\sqrt {3}}}}
Angulo090.svg {\displaystyle {\frac {1}{2}}\pi }{\frac {1}{2}}\pi {\
displaystyle 90^{o}\,}90^{o}\, {\displaystyle {\frac {\sqrt {4}}{2}}=1}{\frac
{{\sqrt {4}}}{2}}=1 {\displaystyle {\frac {\sqrt {0}}{2}}=0}{\frac {{\sqrt
{0}}}{2}}=0 {\displaystyle \nexists (\pm \infty )\,\!}\nexists (\pm \infty )\,\!
{\displaystyle 1\,}1\, {\displaystyle \nexists (\pm \infty )\,\!}\nexists (\
pm \infty )\,\! {\displaystyle 0\,}0\,
Para el cálculo del valor de las funciones trigonométricas se confeccionaron tablas
trigonométricas. La primera de estas tablas fue desarrollada por Johann Müller
Regiomontano en 1467, que nos permiten, conocido un ángulo, calcular los valores de
sus funciones trigonométricas. En la actualidad dado el desarrollo de la
informática, en prácticamente todos los lenguajes de programación existen
bibliotecas de funciones que realizan estos cálculos, incorporadas incluso en
calculadoras electrónicas de bolsillo, por lo que el empleo actual de las tablas
resulta obsoleto.
{\displaystyle {\frac {\sin \alpha }{\cos \alpha }}={\frac {\tan \alpha }{1}}}{\
frac {\sin \alpha }{\cos \alpha }}={\frac {\tan \alpha }{1}}
La tangente es la relación del seno entre el coseno, según la definición ya
expuesta.
Primer cuadrante
Trigono 000.svgTrigono 001.svgTrigono 002.svgTrigono 003.svg
Para ver la evolución de las funciones trigonométricas según aumenta el ángulo,
daremos una vuelta completa a la circunferencia, viéndolo por cuadrantes.Como
consecuencia de esta consideración, los segmentos correspondientes a cada función
trigonométrica variarán de longitud, siendo esta variación función del ángulo,
partiendo en el primer cuadrante de un ángulo cero.
Segundo cuadrante
Trigono 004.svgTrigono 005.svgTrigono 006.svg
Cuando el ángulo {\displaystyle \alpha \,}\alpha \, supera el ángulo recto, el
valor del seno empieza a disminuir según el segmento {\displaystyle {\overline
{CB}}}\overline {CB}, el coseno aumenta según el segmento {\displaystyle {\overline
{OC}}}\overline {OC}, pero en el sentido negativo de las x, el valor del coseno
toma sentido negativo, si bien su valor absoluto aumenta cuando el ángulo sigue
creciendo.
La tangente para un ángulo {\displaystyle \alpha \,}\alpha \, inferior a {\
displaystyle \pi /2\,}\pi /2\, rad se hace infinita en el sentido positivo de las
y, para el ángulo recto la recta vertical r que pasa por O y la vertical que pasa
por E no se cortan, por lo tanto la tangente no toma ningún valor real, cuando el
ángulo supera los {\displaystyle \pi /2\,}\pi /2\, rad y pasa al segundo cuadrante
la prolongación de r corta a la vertical que pasa por E en el punto D real, en el
lado negativo de las y, la tangente {\displaystyle {\overline {ED}}}\overline {ED}
por tanto toma valor negativo en el sentido de las y, y su valor absoluto disminuye
a medida que el ángulo {\displaystyle \alpha \,}\alpha \, aumenta progresivamente
hasta los {\displaystyle \pi \,}\pi \, rad.
{\displaystyle \tan \alpha ={\frac {\sin \alpha }{\cos \alpha }}}\tan \alpha ={\
frac {\sin \alpha }{\cos \alpha }}
incluyendo el signo de estos valores.
{\displaystyle \tan \alpha ={\frac {\sin \alpha }{\cos \alpha }}}\tan \alpha ={\
frac {\sin \alpha }{\cos \alpha }}
que se cumple tanto en valor como en signo, nótese que a medida que el coseno se
acerca a valores cercanos a cero, la tangente tiende a infinito.
Cuarto cuadrante
Trigono 010.svgTrigono 011.svgTrigono 012.svg
En el cuarto cuadrante, que comprende los valores del ángulo {\displaystyle \
alpha \,}\alpha \, entre {\displaystyle 3\pi /2\,}3\pi /2\, rad y {\displaystyle 2\
pi \,}2\pi \, rad, las variables trigonométricas varían desde los valores que toman
para {\displaystyle 3\pi /2\,}3\pi /2\, rad:
para el seno:
Para 90-α
RelTri-2.svg
Si a partir del eje vertical OB trazamos la recta r a un ángulo α en el sentido
horario, la recta r forma con el eje x un ángulo 90-α. Así, el valor de las
funciones trigonométricas de este ángulo,conocidas las de α,serán:
Recíprocas
{\displaystyle {\begin{array}{rl}\operatorname {sen}(\alpha )\cdot \csc(\
alpha )=&\!\!\!1\\\cos(\alpha )\cdot \sec(\alpha )=&\!\!\!1\\\tan(\alpha )\cdot \
cot(\alpha )=&\!\!\!1\end{array}}}{\displaystyle {\begin{array}{rl}\operatorname
{sen}(\alpha )\cdot \csc(\alpha )=&\!\!\!1\\\cos(\alpha )\cdot \sec(\
alpha )=&\!\!\!1\\\tan(\alpha )\cdot \cot(\alpha )=&\!\!\!1\end{array}}}
De división
Trigono a00.svg
{\displaystyle \tan(\alpha )={\frac {\sin(\alpha )}{\cos(\alpha )}}}\tan(\
alpha )={\frac {\sin(\alpha )}{\cos(\alpha )}}
{\displaystyle \cot(\alpha )={\frac {\cos(\alpha )}{\sin(\alpha )}}}\cot(\
alpha )={\frac {\cos(\alpha )}{\sin(\alpha )}}
{\displaystyle \csc(\alpha )={\frac {1}{\sin(\alpha )}}}{\displaystyle \csc(\
alpha )={\frac {1}{\sin(\alpha )}}}
{\displaystyle \sec(\alpha )={\frac {1}{\cos(\alpha )}}}{\displaystyle \sec(\
alpha )={\frac {1}{\cos(\alpha )}}}
{\displaystyle \cot(\alpha )={\frac {1}{\tan(\alpha )}}}{\displaystyle \cot(\
alpha )={\frac {1}{\tan(\alpha )}}}
Por el teorema de Pitágoras
Como en el triángulo rectángulo cumple la función que:
{\displaystyle a^{2}+b^{2}=c^{2}\,}a^{2}+b^{2}=c^{2}\,
de la figura anterior se tiene que:
por tanto:
Véase también
Historia de la trigonometría
Función trigonométrica
Identidad trigonométrica
Funciones hiperbólicas
Hexágono trigonométrico. Recurso mnemónico para ayudar a recordar relaciones e
identidades trigonométricas.
Lista de integrales de funciones trigonométricas
Fórmula de Euler y Número complejo, para funciones trigonométricas complejas
Trigonometría esférica
Referencias
«Etimología de la palabra "trigonometría"». Diccionario web de etimología
(inglés).
Bibliografía
Cortés Espinosa de los Monteros, Nuria. Ediciones Didácticas y Pedagógicas S. L.,
ed. Actividades para unidad didáctica sobre trigonometría [Recurso electrónico]
(2008). ISBN 978-84-936336-3-9.
Domínguez Muro, Mariano. Universidad de Salamanca. Ediciones Universidad Salamanca,
ed. Trigonometría activa: 2 BUP (1985). ISBN 978-84-7800-056-2.
Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Trigonometría.
Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre trigonometría.
Wikilibros alberga un libro o manual sobre Trigonometría.
Ejercicios de Trigonometría (Proyecto Descartes para Educación Secundaria del
Ministerio de Educación de España).
Álgebra y Trigonometría. Universidad de Chile
Orígenes de la trigonometría (Webquest).
Matemática - Trigonometría (Apuntes y ejercicios de Trigonometría en Fisicanet).
La trigonometría, ¿para qué sirve?
Funciones trigonométricas (Proyecto Descartes para Educación Secundaria del
Ministerio de Educación de España).
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Categoría: Trigonometría
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