4.º año · geometria · Unidad 68 de 89

Circunferencia trigonométrica y razones hasta un giro

En la circunferencia unitaria, coseno y seno son coordenadas; simetrías y cuadrantes extienden las razones a ángulos orientados.

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En esta unidad

  1. Clase desarrollada
  2. Guía conceptual
  3. 26 ejercicios completos

Qué vas a construir

En la circunferencia unitaria, coseno y seno son coordenadas; simetrías y cuadrantes extienden las razones a ángulos orientados.

Ya podés representar ángulos y comprobar el resultado

Clase desarrollada

De dónde viene

Una noche necesitás leer un plano, construir una figura o justificar una medida que no puede adivinarse. No hay una clase disponible y la decisión no puede esperar hasta el día siguiente.. Este recorrido aparece porque el problema exige mirar figuras, medidas y propiedades geométricas. La situación obliga a representar ángulos. También exige explicar por qué una respuesta es aceptable y otra no. La idea nace de esa necesidad concreta, no de una lista de símbolos aislados. Podés reconstruirla con datos pequeños y después volver al caso que tenés delante.

Qué conviene tener disponible

La idea

simetrías y cuadrantes extienden las razones a ángulos orientados. En la circunferencia unitaria, coseno y seno son coordenadas: simetrías y cuadrantes extienden las razones a ángulos orientados. Primero identificá qué se conoce y qué se quiere averiguar. Después localizá la condición que relaciona esos datos. Una operación aislada no alcanza si no conserva esa condición. Marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. El primer objetivo es representar ángulos. El segundo es obtener valores exactos notables. Ambos se conectan cuando explicás por qué cada paso sigue del anterior. Una representación muestra relaciones que una fórmula puede esconder. Otra representación permite controlar si la primera lectura fue correcta. Si las dos producen conclusiones incompatibles, revisá la traducción entre ellas. La respuesta final debe conservar unidades, dominio, escala o condiciones, según el problema. Por eso conviene anticipar signo, tamaño y forma del resultado. Comprobá la propiedad con otra construcción, una medida inversa o un caso límite. Ese control no repite la cuenta y puede descubrir un paso inválido. La unidad se apoya en Seno, coseno y tangente en triángulos rectángulos: pero ahora esa idea cumple una función nueva. Al final, deberías poder relacionar coordenadas y razones con un caso que no copie el ejemplo.

Representaciones

dibujo descrito en palabras

Representá Circunferencia trigonométrica y razones hasta un giro con dibujo descrito en palabras. Marcá qué dato permanece y cuál cambia. Vinculá cada marca con representar ángulos. Después señalá dónde se vería una respuesta imposible.

caso con números chicos

Usá ahora caso con números chicos para la misma relación. Partí de Convertí 180° a radianes. Compará la conclusión con la primera representación y explicá por qué ambas conservan En la circunferencia unitaria, coseno y seno son coordenadas: simetrías y cuadrantes extienden las razones a ángulos orientados.

Ejemplo resuelto

Usar ángulo de referencia 30° en el segundo cuadrante. Tomar valores notables |cos|=√3/2 y |sen|=1/2. Asignar signos: cos150°=−√3/2 y sen150°=1/2. No miro sólo el número final. Reviso la relación, la unidad y el sentido de cada transformación. Si me equivocara en el paso clave, la segunda representación dejaría de coincidir. Entonces volvería al primer desacuerdo y repararía ese paso, no toda la resolución.

Error frecuente y reparación

Error: Se escribió 110 al resolver Convertí 11π/6 radianes a grados.

Por qué tienta: Este resultado es compatible con reemplazar π radianes por 60° en vez de 180°.

Cómo repararlo: Multiplicá por el factor unitario 180°/π y cancelá π.

Comprobaciones

Comprobación 1

¿Podrías explicarle a alguien por qué En la circunferencia unitaria, coseno y seno son coordenadas: simetrías y cuadrantes extienden las razones a ángulos orientados.

Respuesta para cotejar

Sí, si vinculás representar ángulos con una propiedad y una representación que permita controlarla.

Comprobación 2

¿Qué dato o condición haría dejar de valer el procedimiento usado en Circunferencia trigonométrica y razones hasta un giro.

Respuesta para cotejar

Dejaría de valer cuando no se cumpla la condición central, cambie el dominio o la representación contradiga el resultado.

Guía conceptual

Idea central

Circunferencia trigonométrica y razones hasta un giro trabaja este objeto matemático. En la circunferencia unitaria, coseno y seno son coordenadas. simetrías y cuadrantes extienden las razones a ángulos orientados.

Qué hace falta antes

Dos representaciones

dibujo descrito en palabras

Representá Circunferencia trigonométrica y razones hasta un giro con dibujo descrito en palabras. Marcá qué dato permanece y cuál cambia. Vinculá cada marca con representar ángulos. Después señalá dónde se vería una respuesta imposible. Usala para reconocer qué cambia, qué permanece y dónde controlar la respuesta.

caso con números chicos

Usá ahora caso con números chicos para la misma relación. Partí de Convertí 180° a radianes. Compará la conclusión con la primera representación y explicá por qué ambas conservan En la circunferencia unitaria, coseno y seno son coordenadas.… Usala. para reconocer qué cambia, qué permanece y dónde controlar la respuesta.

Error típico

Error típico. responder 110. Se reconoce porque Ingresa 110° al convertir 11π/6. Reparación. Multiplicá por el factor unitario 180°/π y cancelá π.

Comprobación rápida

¿Qué idea es central para extender las razones a cualquier ángulo del giro. Resolvelo y nombrá el control usado.

Respuesta para cotejar

ángulo orientado Control. Comprobá la propiedad con otra construcción, una medida inversa o un caso límite.

26 ejercicios

Resolvé primero; abrí la pista o la respuesta sólo cuando la necesites.

Antes de empezar · Ejercicio 1 de 26 · reason

Ejercicio 1

Consigna

Explicá con un ejemplo qué significa «ángulo orientado» y distinguílo de «radian».

Necesito una pista

Representá un giro horario y otro antihorario; después convertí uno usando 180°=π rad para distinguir orientación de unidad angular.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Un ángulo orientado de −90° gira 90° en sentido horario. Un radián es otra unidad angular; −90°=−π/2 rad.

Un ángulo orientado de −90° gira 90° en sentido horario. Un radián es otra unidad angular; −90°=−π/2 rad.

Antes de empezar · Ejercicio 2 de 26 · choice

Ejercicio 2

Consigna

¿Qué idea es central para extender las razones a cualquier ángulo del giro?

Necesito una pista

Localizá en la situación qué debe permanecer invariante; controlalo con ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante.

Respuesta y fundamento

Respuesta: ángulo orientado

ángulo orientado. La conclusión se obtiene al aplicar ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante y conservar las condiciones del enunciado.

Antes de empezar · Ejercicio 3 de 26 · reason

Ejercicio 3

Consigna

Decidí y justificá: «Seno y coseno son siempre positivos».

Necesito una pista

Ubicá un punto de la circunferencia unitaria en distintos cuadrantes; los signos del seno y del coseno son los signos de sus coordenadas y y x.

Respuesta y fundamento

Respuesta: En la circunferencia unitaria, cos θ es la coordenada x y sen θ la y; sus signos dependen del cuadrante.

En la circunferencia unitaria, cos θ es la coordenada x y sen θ la y; sus signos dependen del cuadrante. El control decisivo es volver a los datos de esta actividad; una respuesta equivalente debe respetar ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante.

Construir la idea · Ejercicio 4 de 26 · reason

Ejercicio 4

Consigna

Antes de mover el recurso, compará los estados «Ángulo 60°» y «Simetría 120°». Predecí qué cambia y qué conserva el estado «Giro negativo −90°», y luego contrastá con las salidas.

Necesito una pista

Escribí una predicción usando una de estas relaciones: Las coordenadas están sobre x²+y²=1.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Las salidas son (cos,seno)=(1/2,√3/2); (−1/2,√3/2); (0,−1). Se conservan estas relaciones: Las coordenadas están sobre x²+y²=1. El ángulo de referencia conserva módulos y el cuadrante fija signos. La orientación horaria cambia el sentido, no el radio unitario.

El recurso no ilustra solamente: los tres estados verifican relaciones diferentes y permiten contrastar la predicción. El ángulo de referencia conserva módulos y el cuadrante fija signos.

Práctica graduada · Ejercicio 5 de 26 · choice

Ejercicio 5

Consigna

Convertí 180° a radianes.

Necesito una pista

Leé de nuevo la parte Convertí 180° a radianes. Para trabajar Convertir grados y radianes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Antes de responder, anticipá qué resultado sería imposible.

Respuesta y fundamento

Respuesta: π rad

La respuesta correcta es π rad. Una vuelta completa es 360°=2π rad. media vuelta es 180°=π rad.

Práctica graduada · Ejercicio 6 de 26 · choice

Ejercicio 6

Consigna

¿Signos de (cos θ, sen θ) en cuadrante III?

Necesito una pista

Localizá en la situación qué debe permanecer invariante; controlalo con ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante.

Respuesta y fundamento

Respuesta: (−,−)

(−,−). La relación usada coordina los registros de esta tarea y se verifica con ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante.

Práctica graduada · Ejercicio 7 de 26 · choice

Ejercicio 7

Consigna

Calculá cos225° y sen225° exactamente.

Necesito una pista

Para la situación, anotá primero los datos y usá ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante; anticipá el signo o tamaño antes de cerrar.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Ángulo de referencia 45° en III: ambos valen −√2/2.

Ángulo de referencia 45° en III: ambos valen −√2/2. La conclusión se obtiene al aplicar ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante y conservar las condiciones del enunciado.

Práctica graduada · Ejercicio 8 de 26 · numeric

Ejercicio 8

Consigna

Convertí 225° a radianes y escribí sólo el coeficiente de π.

Necesito una pista

Para trabajar Convertir grados y radianes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Revisá si conservaste todas las condiciones de la consigna.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 1.25

La respuesta correcta es 1.25. 225°=225π/180=5π/4. el coeficiente es 1,25.

Práctica graduada · Ejercicio 9 de 26 · choice

Ejercicio 9

Consigna

¿En qué cuadrante termina un ángulo orientado de −120°?

Necesito una pista

Un giro negativo va en sentido horario; buscá un coterminal entre 0° y 360°.

Respuesta y fundamento

Respuesta: III

−120°+360°=240°, que pertenece al tercer cuadrante.

Práctica graduada · Ejercicio 10 de 26 · reason

Ejercicio 10

Consigna

Obtené seno y coseno de 150° usando un ángulo de referencia.

Necesito una pista

Identificá el ángulo agudo de referencia y luego los signos del cuadrante.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 150°=180°−30°; en el cuadrante II, cos150°=−√3/2 y sen150°=1/2.

La simetría conserva los valores absolutos de 30° y cambia sólo el signo del coseno.

Práctica graduada · Ejercicio 11 de 26 · choice

Ejercicio 11

Consigna

¿Qué coordenadas corresponden a 7π/4 en la circunferencia unitaria?

Necesito una pista

7π/4=315° tiene referencia 45° en el cuadrante IV.

Respuesta y fundamento

Respuesta: (√2/2,−√2/2)

En IV el coseno es positivo y el seno negativo; ambos tienen módulo √2/2.

Práctica graduada · Ejercicio 12 de 26 · reason

Ejercicio 12

Consigna

Explicá por qué sen²θ+cos²θ=1 para cualquier punto de la circunferencia unitaria.

Necesito una pista

Usá la ecuación cartesiana de la circunferencia de radio 1.

Respuesta y fundamento

Respuesta: El punto asociado es (cosθ,senθ) y satisface x²+y²=1; al sustituir se obtiene cos²θ+sen²θ=1.

La identidad surge de una invariancia geométrica: la distancia al origen siempre vale 1.

Transferir · Ejercicio 13 de 26 · reason

Ejercicio 13

Consigna

Un punto gira 5π/6 desde (1,0). Indicá sus coordenadas.

Necesito una pista

Probá un caso simple de la situación y contrastalo mediante ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante sin mirar todavía la respuesta final.

Respuesta y fundamento

Respuesta: (cos5π/6,sen5π/6)=(−√3/2,1/2).

(cos5π/6,sen5π/6)=(−√3/2,1/2). La relación usada coordina los registros de esta tarea y se verifica con ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante.

Transferir · Ejercicio 14 de 26 · reason

Ejercicio 14

Consigna

Dos ángulos difieren en 2π. Explicá qué comparten.

Necesito una pista

Localizá en la situación qué debe permanecer invariante; controlalo con ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Son coterminales y determinan el mismo punto, por lo que tienen igual seno y coseno.

Son coterminales y determinan el mismo punto, por lo que tienen igual seno y coseno. La conclusión se obtiene al aplicar ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante y conservar las condiciones del enunciado.

Transferir · Ejercicio 15 de 26 · choice

Ejercicio 15

Consigna

Un giro de −150° desde (1,0) termina en…

Necesito una pista

Buscá el ángulo coterminal entre 0° y 360° y fijá signos por cuadrante.

Respuesta y fundamento

Respuesta: (−√3/2,−1/2)

−150° es coterminal con 210°, en el tercer cuadrante y con referencia 30°.

Aprender del error · Ejercicio 16 de 26 · reason

Ejercicio 16

Consigna

Analizá: «Ema convierte 90° como π radianes.». Localizá el error, explicá la idea comprometida y reparalo.

Necesito una pista

Usá 360°=2π rad y tomá la cuarta parte de ambos miembros.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Como 180°=π, 90°=π/2.

Como 180°=π, 90°=π/2. La conclusión se obtiene al aplicar ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante y conservar las condiciones del enunciado.

Aprender del error · Ejercicio 17 de 26 · reason

Ejercicio 17

Consigna

Analizá: «Iris usa valores absolutos y pierde signos en el tercer cuadrante.». Localizá el error, explicá la idea comprometida y reparalo.

Necesito una pista

Escribí primero los signos de las coordenadas x e y en el cuadrante III; después asigná esos signos a coseno y seno.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Las magnitudes notables deben combinarse con los signos de las coordenadas del cuadrante.

Las magnitudes notables deben combinarse con los signos de las coordenadas del cuadrante. El control decisivo es volver a los datos de esta actividad; una respuesta equivalente debe respetar ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante.

Aprender del error · Ejercicio 18 de 26 · reason

Ejercicio 18

Consigna

Analizá esta producción: «Santiago resolvió “¿Qué idea es central para extender las razones a cualquier ángulo del giro?” y escribió “radian”». Localizá el error, explicá la idea comprometida y reparalo.

Necesito una pista

Compará la producción de Santiago con la condición de Determinar seno y coseno por cuadrante. Buscá el primer paso donde dejan de coincidir.

Respuesta y fundamento

Respuesta: El paso inválido aparece al La opción radian conserva una palabra visible, pero no todas las condiciones de Determinar seno y coseno por cuadrante.. La corrección usa Determinar seno y coseno por cuadrante: ángulo orientado.

Se elige una alternativa por asociación superficial y no por el criterio de Determinar seno y coseno por cuadrante. Resulta tentante porque conserva una parte visible. La reparación exige Rehacé el paso de Determinar seno y coseno por cuadrante en la consigna ¿Qué idea es central para extender las razones a… y escribí qué condición conservás.

Comprobar dominio · Ejercicio 19 de 26 · numeric

Ejercicio 19

Consigna

Convertí 11π/6 radianes a grados.

Necesito una pista

Para trabajar Convertir grados y radianes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Recién después elegí una operación.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 330

La respuesta correcta es 330. 11π/6·180/π=11·30=330°.

Comprobar dominio · Ejercicio 20 de 26 · choice

Ejercicio 20

Consigna

Si cosθ<0 y senθ<0, ¿dónde puede estar θ?

Necesito una pista

Ubicá primero Si cosθ<0 y senθ<0, ¿dónde puede estar θ. Para trabajar Determinar seno y coseno por cuadrante, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Antes de responder, anticipá qué resultado sería imposible.

Respuesta y fundamento

Respuesta: cuadrante III

La respuesta correcta es cuadrante III. En el tercer cuadrante ambas coordenadas son negativas.

Comprobar dominio · Ejercicio 21 de 26 · reason

Ejercicio 21

Consigna

Calculá exactamente sen240° y cos240°.

Necesito una pista

Leé de nuevo la parte exactamente sen240° y cos240°. Para trabajar Determinar seno y coseno por cuadrante, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Dejá escrito un control distinto del procedimiento principal.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 240°=180°+60°; está en III, por lo que sen240°=−√3/2 y cos240°=−1/2.

Una respuesta suficiente debe sostener Determinar seno y coseno por cuadrante con datos y una propiedad explícita. La simetría respecto del origen cambia ambos signos sin alterar módulos.

Comprobar dominio · Ejercicio 22 de 26 · choice

Ejercicio 22

Consigna

¿Cuál ángulo es coterminal con −π/3 entre 0 y 2π?

Necesito una pista

Representá el dato central de ¿Cuál ángulo es coterminal con −π/3 entre 0 y 2π. Para trabajar Generalizar simetrías y periodicidad, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 5π/3

La respuesta correcta es 5π/3. −π/3+2π=−π/3+6π/3=5π/3.

Comprobar dominio · Ejercicio 23 de 26 · reason

Ejercicio 23

Consigna

Un punto de la circunferencia tiene cosθ=3/5 y está en IV. Hallá senθ.

Necesito una pista

Marcá qué cambia en Un punto de la circunferencia tiene cosθ=3/5 y está en IV. Hallá…. Para trabajar Determinar seno y coseno por cuadrante, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Revisá si conservaste todas las condiciones de la consigna.

Respuesta y fundamento

Respuesta: sen²θ=1−9/25=16/25; en IV el seno es negativo, así que senθ=−4/5.

Una respuesta suficiente debe sostener Determinar seno y coseno por cuadrante con datos y una propiedad explícita. La condición geométrica evita elegir +4/5 sólo por extraer una raíz.

Recuperar o profundizar · Ejercicio 24 de 26 · choice

Ejercicio 24

Consigna

Ema convirtió 90° en π radianes. ¿Qué equivalencia debe reconstruir?

Necesito una pista

Identificá la propiedad que se quebró y elegí la intervención que permite comprobarla con un caso mínimo.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Como 180°=π, 90°=π/2.

Como 180°=π, 90°=π/2. La relación usada coordina los registros de esta tarea y se verifica con ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante.

Recuperar o profundizar · Ejercicio 25 de 26 · choice

Ejercicio 25

Consigna

Ubicá 7π/4 y escribí coordenadas exactas.

Necesito una pista

Localizá en la situación qué debe permanecer invariante; controlalo con ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Es 315°, cuadrante IV: (√2/2,−√2/2).

Es 315°, cuadrante IV: (√2/2,−√2/2). La conclusión se obtiene al aplicar ángulo de referencia, orientación y signos por cuadrante y conservar las condiciones del enunciado.

Recuperar o profundizar · Ejercicio 26 de 26 · reason

Ejercicio 26

Consigna

Deducí las simetrías de seno y coseno para π−θ, π+θ y 2π−θ.

Necesito una pista

Representá el dato central de Deducí las simetrías de seno y coseno para π−θ, π+θ y 2π−θ. Para trabajar Determinar seno y coseno por cuadrante, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Recién después elegí una operación.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Desde las coordenadas: cos(π−θ)=−cosθ, sen(π−θ)=senθ; cos(π+θ)=−cosθ, sen(π+θ)=−senθ; cos(2π−θ)=cosθ, sen(2π−θ)=−senθ.

Una respuesta suficiente debe sostener Determinar seno y coseno por cuadrante con datos y una propiedad explícita. Desde las coordenadas. cos(π−θ)=−cosθ, sen(π−θ)=senθ. cos(π+θ)=−cosθ, sen(π+θ)=−senθ. cos(2π−θ)=cosθ, sen(2π−θ)=−senθ. Se aceptan formulaciones equivalentes con las mismas condiciones y un control válido.