Funciones circulares seno, coseno y tangente.
Funciones Circulares: Seno, Coseno y Tangente
Las funciones circulares (seno, coseno y tangente) son fundamentales en trigonometría y análisis matemático. Estas funciones describen la relación entre los ángulos y los lados de un triángulo rectángulo, y también modelan fenómenos periódicos como ondas sonoras, corrientes eléctricas y movimientos oscilatorios.
Presentación Detallada:
Definición de Funciones Circulares
- Seno (sen x): Relación entre el cateto opuesto y la hipotenusa en un triángulo rectángulo. Función periódica con período \( 2\pi \).
- Coseno (cos x): Relación entre el cateto adyacente y la hipotenusa. También tiene período \( 2\pi \).
- Tangente (tan x): Relación entre seno y coseno (\( \tan x = \frac{\sin x}{\cos x} \)). Tiene período \( \pi \).
Propiedades Clave
- Periodicidad: \( \sin(x + 2\pi) = \sin x \), \( \cos(x + 2\pi) = \cos x \), \( \tan(x + \pi) = \tan x \).
- Identidad pitagórica: \( \sin^2 x + \cos^2 x = 1 \).
- Simetría:
- Seno: función impar (\( \sin(-x) = -\sin x \)).
- Coseno: función par (\( \cos(-x) = \cos x \)).
Ejercicio Resuelto 1
Calcular los valores de \( \sin\left(\frac{\pi}{3}\right) \), \( \cos\left(\frac{\pi}{3}\right) \) y \( \tan\left(\frac{\pi}{3}\right) \).
Solución:
- \( \sin\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{\sqrt{3}}{2} \).
- \( \cos\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{1}{2} \).
- \( \tan\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{\sin\left(\frac{\pi}{3}\right)}{\cos\left(\frac{\pi}{3}\right)} = \frac{\sqrt{3}/2}{1/2} = \sqrt{3} \).
Ejercicio Resuelto 2
Resolver la ecuación \( 2\sin x - 1 = 0 \) para \( x \in [0, 2\pi] \).
Solución:
- Despejar \( \sin x \):
- \( 2\sin x = 1 \Rightarrow \sin x = \frac{1}{2} \).
- En el intervalo \( [0, 2\pi] \), las soluciones son:
- \( x = \frac{\pi}{6} \) (primer cuadrante).
- \( x = \frac{5\pi}{6} \) (segundo cuadrante).
Dominar las funciones circulares es esencial para resolver problemas de trigonometría, análisis de ondas y aplicaciones en ingeniería. Estas funciones son la base para comprender fenómenos periódicos y modelar sistemas dinámicos.