Ecuaciones trigonométricas

Recordemos que dentro de las funciones trigonométricas nos encontramos con el seno, coseno, tangente, cosecante, secante y cotangente, donde se aplica la definición de las razones trigonométricas a todos los números reales y complejos.

A continuación te presentaremos estas funciones en forma de ecuación trigonométrica.

Contenido

Ecuaciones trigonométricas

Se define ecuación trigonométrica a la expresión matemática donde la incógnita forma parte de los ángulos  o argumentos de las funciones trigonométricas. Por ejemplo:

    \[sen(x)=7\]

    \[2Cos(x)^{2}=tag(x)\]

Resolución de ecuaciones trigonométricas

Para resolver una ecuación trigonométrica es necesario aplicar unas series de transformaciones utilizando las diferentes identidades trigonométricas, de esta manera convertir la función original a una sola función trigonométrica.

Dentro de las identidades trigonométricas tenemos:

Una vez aplicada las identidades se realizan las simplificaciones correspondientes hasta obtener la expresión en función a una sola identidad que contendrá la incógnita, posteriormente proceder hacer la inversa de la función trigonométrica (arcoseno, arcocoseno, arcotangente) de la ecuación. Por ejemplo:

    \[sen(x)=3\]

    \[x=arcosen(3)\]

algunas bibliografías lo denota también como:

    \[x=sen^{-1}(3)\]

En la resolución de los ejercicios de ecuaciones trigonométricas puedes usar la calculadora científica o si son ángulos fundamentales te guías de la siguiente tabla:

Por ser la incógnita un ángulo, las soluciones serán infinitas, presentando los resultados entre 0º y 360º ó también puede darse la solución en radianes.

En cuanto a los ángulos fundamentales pueden reflejarse en los ejercicios en radianes siendo:

Si la medida de los grados no esta especificada, entonces se trabajara en radianes.

Ejercicios de ecuaciones trigonométricas

Resolver las siguientes ecuaciones trigonométricas:

1.-cos(x).tag(x)=1

Solución

aplicamos la identidad de la tangente, donde;

    \[tag(x)=\frac{sen(x)}{cos(x)}\]

    \[cos(x).\frac{sen(x)}{cos(x)}=1\]

simplificamos;

    \[sen(x)=1\]

despejamos el seno;

    \[x=arcosen(1)\]

con el uso de la calculadora científica buscamos el resultado final;

    \[x=arcosen(1)\]

    \[x=90^{0}\]

2.-\frac{sen(2x)}{sen(x)}=1

Solución

sustituimos por la identidad 2sen(x).cos(x)

    \[\frac{2sen(x).cos(x)}{sen(x)}=1\]

simplificamos;

    \[2cos(x)=1\]

    \[cos(x)=\frac{1}{2}\]

    \[cos(x)=0,5\]

    \[x=arcocos(0,5)\]

    \[x=60^{0}\]

3.-sen(2x).cos(x)=4sen^{4}(x)

Solución

sustituimos por la identidad del seno del ángulo doble;

    \[sen(2x)=2sen(x).cos(x)\]

    \[2sen(x).cos(x).cos(x)=4sen^{3}(x)\]

    \[2sen(x).cos(x)^{2}-4sen^{3}(x)=0\]

aplicamos factor común

    \[2sen(x)(cos(x)^{2}-2sen(x)^{2})=0\]

igualamos cada factor a cero

1.- 2sen(x)=0

    \[sen(x)=0\]

2.-cos(x)^{2}-2sen(x)^{2}=0

    \[cos(x)^{2}=0+2sen(x)^{2}\]

    \[cos(x)^{2}=2sen(x)^{2}\]

    \[\frac{cos(x)^{2}}{sen(x)^{2}}=2\]

    \[tag(x^{2})=2\]

    \[tag(x)=\sqrt{2}\]

    \[x=arctag(\sqrt{2})\]

    \[x=54,46\]

    \[x=54º 27' 44.36"\]

 

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