TRIGONOMETRÍA AVANZADA: IDENTIDADES Y FUNCIONES COMPLETAS

1. Medida de ángulos y repaso básico

1.1 Radianes vs. grados

  • 180 ° = π rad → 1 rad ≈ 57.3 °.
  • Conversión: grados → rad = grados × π / 180.

1.2 Razones trigonométricas en circunferencia unidad
Para cualquier ángulo t (positivo sentido antihorario):

  • cos t = abscisa del punto (x).
  • sin t = ordenada del punto (y).
  • tan t = sin t / cos t (cos t ≠ 0).

2. Identidades fundamentales

NombreFórmulaNota rápida
Pitagóricasin² t + cos² t = 1base de todo
Tangentetan t = sin t / cos trelación catetos
Secante1 + tan² t = sec² tdivide la pitagórica entre cos²
Cosecante1 + cot² t = csc² tdivide pitagórica entre sin²

(En textos a veces se usa sin² t por (sin t)^2.)


3. Identidades de ángulos notables

3.1 Suma y diferencia

FórmulaEjemplo práctico
sin(a ± b) = sin a cos b ± cos a sin bsin(75°) = sin(45+30)
cos(a ± b) = cos a cos b ∓ sin a sin bcos(15°) = cos(45–30)
tan(a ± b) = (tan a ± tan b)/(1 ∓ tan a tan b)tan(75°)

3.2 Ángulo doble

RazónExpresión
sin 2a2 sin a cos a
cos 2acos² a – sin² a  = 1 – 2 sin² a  = 2 cos² a – 1
tan 2a2 tan a / (1 – tan² a)

3.3 Ángulo mitad

Fórmula (signo según cuadrante)
sin(a/2) = ± √[(1 – cos a)/2]
cos(a/2) = ± √[(1 + cos a)/2]
tan(a/2) = ± √[(1 – cos a)/(1 + cos a)] = sin a / (1 + cos a) = (1 – cos a)/sin a

4. Funciones trigonométricas completas

FunciónPeriodoAmplitudPunto de partida (fase)
y = A sin(Bx + C) + D2π / BA
y = A cos(Bx + C) + D2π / BA
  • A cambia la altura (estiramiento vertical).
  • B controla cuántos ciclos caben en 2π.
  • C traslada la onda horizontalmente.
  • D sube/baja toda la gráfica.

5. Inversas: arcsen, arccos, arctan

FunciónDominioRango estándar
arcsin x–1 ≤ x ≤ 1–π/2 ≤ y ≤ π/2
arccos x–1 ≤ x ≤ 10 ≤ y ≤ π
arctan xx ∈ ℝ–π/2 < y < π/2

Propiedad: sin(arcsin x) = x ; arcsin(sin t) = t solo si t está en rango estándar.


6. Solución de ecuaciones trigonométricas

6.1 Tipo sin t = k

  • Si |k| > 1 → sin solución.
  • t = arcsin k + 2π n  ó  t = (π – arcsin k) + 2π n.

6.2 Tipo cos t = k

  • t = ± arccos k + 2π n.

6.3 Tipo tan t = k

  • t = arctan k + π n.

6.4 Ejemplo 2 sin(3x) = 1
→ sin(3x) = 0.5 → 3x = π/6 + 2πn  ó 3x = 5π/6 + 2πn
→ x = π/18 + 2πn/3  ó x = 5π/18 + 2πn/3.


7. Aplicaciones y problemas

ÁreaEjemplo de uso
Física (ondas)y = A sin(ωt + φ) describe sonido, luz, electricidad.
IngenieríaCálculo de ejes excéntricos y vibraciones.
TopografíaTriangulación para medir distancias inaccesibles.
AC corrientei(t) = I_max sin(2πft).

8. Errores frecuentes

Error habitualRecordatorio
Confundir radianes y gradosCalculadora en modo correcto (DEG / RAD).
Olvidar ± en raíz de ángulo mitadUsa tabla de signos según cuadrante.
Usar identidad solo para 1er cuadranteDibuja círculo trigonométrico antes de firmar la respuesta.
Perder “+ k π” o “+ 2π n” al resolverSiempre escribe “familia de soluciones”.

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