Trigonometría: ejercicios de matemáticas resueltos paso a paso

Aquí tienes los ejercicios de trigonometría de matemáticas resueltos paso a paso: razones trigonométricas, identidades, pasar de una razón a las demás y resolver triángulos.

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Cada uno trae la solución desplegable, y el PDF con todos para imprimir.

Las razones trigonométricas

Lo que hay que saber

En un triángulo rectángulo: seno = cateto opuesto / hipotenusa, coseno = cateto contiguo / hipotenusa y tangente = opuesto / contiguo. ⚠ Son cocientes de longitudes: no tienen unidades.

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La identidad fundamental, sen²α + cos²α = 1, no es una fórmula más: es el teorema de Pitágoras escrito con razones, y de ella salen casi todas las demás.

⚠ Al pasar de una razón a otra aparece un ±, y el cuadrante es lo que decide el signo. Sin él, la respuesta son dos.

Razones trigonométricas: seno, coseno y tangente

1En un triángulo rectángulo los catetos miden 3 cm y 4 cm. Halla la hipotenusa y el seno del ángulo opuesto al cateto de 3.

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Por el teorema de Pitágoras: h2 = 32 + 42 = 9 + 16 = 25, o sea h = 5 cm.

El seno es cateto opuesto entre hipotenusa: sen α = 3/5 = 0,6.

⚠ El seno no tiene unidades: es un cociente de dos longitudes.

2Calcula sen 30°, cos 30° y tg 30°.

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Son razones de la tabla, y salen del triángulo equilátero partido por la mitad.

sen 30° = 1/2 = 0,5.

cos 30° = √3/2 ≈ 0,866.

tg 30° = sen/cos = 1/√3 ≈ 0,577.

3Calcula sen 45°, cos 45° y tg 45°.

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Salen del cuadrado partido por su diagonal.

sen 45° = cos 45° = √2/2 ≈ 0,707.

Y como son iguales, tg 45° = 1.

Identidades trigonométricas

⚠ sen 2α no es 2·sen α: con α = 30°, sen 60° ≈ 0,866 y 2·sen 30° = 1.

4Comprueba la identidad: sen2α + cos2α = 1.

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Es la identidad fundamental y sale directamente del teorema de Pitágoras en la circunferencia de radio 1.

Se cumple para cualquier ángulo, no solo para algunos.

5Comprueba la identidad: sen 2α = 2 · sen α · cos α.

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Es la fórmula del ángulo doble.

⚠ sen 2α no es 2·sen α: con α = 30°, sen 60° ≈ 0,866 y 2·sen 30° = 1.

De una razón a las demás

⚠ El cuadrante decide el signo.

6Si sen α = 3/5 y α está en el primer cuadrante, halla cos α y tg α.

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Se usa la identidad fundamental: cos2α = 1 − sen2α = 1 − 9/25 = 16/25.

cos α = ±4/5, y como α está en el primer cuadrante, el coseno es positivo: cos α = 4/5.

⚠ El cuadrante no es un adorno: sin él la respuesta serían dos.

tg α = sen/cos = (3/5)/(4/5) = 3/4.

7Si cos α = 12/13 y α está en el primer cuadrante, halla sen α.

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sen2α = 1 − (12/13)2 = 1 − 144/169 = 25/169.

sen α = 5/13, positivo por estar en el primer cuadrante.

Es el triángulo 5-12-13, que conviene reconocer.

Resolver triángulos rectángulos

Si aparece la hipotenusa, seno o coseno; si solo hay catetos, tangente.

8En un triángulo rectángulo la hipotenusa mide 10 cm y un ángulo 30°. Halla los dos catetos.

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El cateto opuesto al ángulo de 30°: sen 30° = op/10, o sea op = 10 · 0,5 = 5 cm.

El contiguo: cos 30° = cont/10, o sea cont = 10 · 0,866 ≈ 8,66 cm.

Comprobación con Pitágoras: 52 + 8,662 ≈ 25 + 75 = 100 = 102. Cierra.

9Una escalera de 4 m apoyada en la pared forma 60° con el suelo. ¿A qué altura llega y a qué distancia está el pie de la pared?

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La escalera es la hipotenusa y la altura es el cateto opuesto a los 60°.

Altura = 4 · sen 60° = 4 · 0,866 ≈ 3,46 m.

Distancia al pie = 4 · cos 60° = 4 · 0,5 = 2 m.

Comprobación: 3,462 + 22 ≈ 12 + 4 = 16 = 42.

10Desde 20 m de un edificio se ve su parte alta con un ángulo de 40°. ¿Cuánto mide el edificio?

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La altura es el cateto opuesto al ángulo y los 20 m el contiguo, así que toca la tangente.

tg 40° = altura / 20, o sea altura = 20 · tg 40° ≈ 20 · 0,839 ≈ 16,8 m.

⚠ El fallo típico es usar el seno: el seno necesita la hipotenusa, y aquí la hipotenusa no se conoce.

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Todos los ejercicios de trigonometría de matemáticas resueltos paso a paso, de 4.º de ESO y Bachillerato, en un PDF para imprimir o estudiar sin conexión. Es material propio: no es el libro de ninguna editorial.

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Trigonometría en 4.º de ESO

En 4.º se ven las razones en el triángulo rectángulo y se resuelven triángulos: alturas, escaleras y distancias que no se pueden medir directamente.

Y el cuadernillo completo de 4.º de ESO, con este tema y todos los demás del curso:

4.º de ESO (A) en PDF 4.º de ESO (B) en PDF

¿Qué libro usas en clase? En solucionarios de matemáticas de 4.º de ESO están todas las editoriales de ese curso, cada una con su ISBN y sus ejercicios resueltos.

Trigonometría en 1.º de Bachillerato

En 1.º se amplía a la circunferencia entera (ángulos de más de 90°), llegan las identidades, las fórmulas del ángulo doble y las ecuaciones trigonométricas.

Y el cuadernillo completo de 1.º de Bachillerato, con este tema y todos los demás del curso:

1.º de Bachillerato en PDF

¿Qué libro usas en clase? En solucionarios de matemáticas de 1.º de Bachillerato están todas las editoriales de ese curso, cada una con su ISBN y sus ejercicios resueltos.

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