Cómo usar el teorema del coseno

Autor: Ellen Moore
Fecha De Creación: 16 Enero 2021
Fecha De Actualización: 1 Mes De Julio 2024
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Cómo y cuándo usar el Teorema del Coseno - Parte 1
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Contenido

El teorema del coseno se usa ampliamente en trigonometría. Se utiliza cuando se trabaja con triángulos irregulares para encontrar cantidades desconocidas como lados y ángulos. El teorema es similar al teorema de Pitágoras y es bastante fácil de recordar. El teorema del coseno dice que en cualquier triángulo C2=a2+B22aBporqueC{ Displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.


Pasos

Método 1 de 3: Cómo encontrar el lado desconocido

  1. 1 Anote los valores conocidos. Para encontrar el lado desconocido de un triángulo, necesitas conocer los otros dos lados y el ángulo entre ellos.
    • Por ejemplo, dado un triángulo XYZ. El lado YX mide 5 cm, el lado YZ mide 9 cm y el ángulo Y es 89 °. ¿Qué es el lado XZ?
  2. 2 Escribe la fórmula del teorema del coseno. Fórmula: C2=a2+B22aBporqueC{ Displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}, donde C{ Displaystyle c} - parte desconocida, porqueC{ Displaystyle cos {C}} - coseno del ángulo opuesto al lado desconocido, a{ Displaystyle a} y B{ Displaystyle b} - dos caras conocidas.
  3. 3 Reemplaza los valores conocidos en la fórmula. Variables a{ Displaystyle a} y B{ Displaystyle b} denotar dos lados conocidos. Variable C{ Displaystyle C} es el ángulo conocido que se encuentra entre los lados a{ Displaystyle a} y B{ Displaystyle b}.
    • En nuestro ejemplo, el lado XZ es desconocido, por lo que en la fórmula se denota como C{ Displaystyle c}... Dado que los lados YX e YZ son conocidos, se indican mediante las variables a{ Displaystyle a} y B{ Displaystyle b}... Variable C{ Displaystyle C} es el ángulo Y. Entonces, la fórmula se escribirá de la siguiente manera: C2=52+922(5)(9)porque89{ Displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -2 (5) (9) cos {89}}.
  4. 4 Encuentra el coseno de un ángulo conocido. Hágalo con una calculadora. Ingrese un valor de ángulo y luego haga clic en COS{ Displaystyle COS}... Si no tiene una calculadora científica, busque una tabla de coseno en línea, por ejemplo, aquí. También en Yandex, puede ingresar "coseno de X grados" (sustituya el valor del ángulo por X), y el motor de búsqueda mostrará el coseno del ángulo.
    • Por ejemplo, el coseno es 89 ° ≈ 0.01745. Entonces: C2=52+922(5)(9)(0,01745){ Displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -2 (5) (9) (0.01745)}.
  5. 5 Multiplica los números. Multiplicar 2aB{ displaystyle 2ab} por el coseno de un ángulo conocido.
    • Por ejemplo:
      C2=52+922(5)(9)(0,01745){ Displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -2 (5) (9) (0.01745)}
      C2=52+921,5707{ Displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -1.5707}
  6. 6 Dobla los cuadrados de los lados conocidos. Recuerde, para elevar un número al cuadrado, debe multiplicarse por sí mismo. Primero, eleva al cuadrado los números correspondientes y luego suma los valores resultantes.
    • Por ejemplo:
      C2=52+921,5707{ Displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -1.5707}
      C2=25+811,5707{ Displaystyle c ^ {2} = 25 + 81-1.5707}
      C2=1061,5707{ Displaystyle c ^ {2} = 106-1.5707}
  7. 7 Resta dos números. Usted encontrará C2{ Displaystyle c ^ {2}}.
    • Por ejemplo:
      C2=1061,5707{ Displaystyle c ^ {2} = 106-1.5707}
      C2=104,4293{ displaystyle c ^ {2} = 104,4293}
  8. 8 Saca la raíz cuadrada de este valor. Para hacer esto, use una calculadora. Así es como encuentras el lado desconocido.
    • Por ejemplo:
      C2=104,4293{ displaystyle c ^ {2} = 104,4293}
      C2=104,4293{ Displaystyle { sqrt {c ^ {2}}} = { sqrt {104.4293}}}
      C=10,2191{ Displaystyle c = 10.2191}
      Entonces, el lado desconocido es 10.2191 cm.

Método 2 de 3: encontrar un ángulo desconocido

  1. 1 Anote los valores conocidos. Para encontrar el ángulo desconocido de un triángulo, necesitas conocer los tres lados del triángulo.
    • Por ejemplo, dado un triángulo RST. Lado CP = 8 cm, ST = 10 cm, PT = 12 cm Encuentre el valor del ángulo S.
  2. 2 Escribe la fórmula del teorema del coseno. Fórmula: C2=a2+B22aBporqueC{ Displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}, donde porqueC{ Displaystyle cos {C}} - coseno de un ángulo desconocido, C{ Displaystyle c} - un lado conocido opuesto a una esquina desconocida, a{ Displaystyle a} y B{ Displaystyle b} - otras dos fiestas famosas.
  3. 3 Encuentra los valores a{ Displaystyle a}, B{ Displaystyle b} y C{ Displaystyle c}. Luego, conéctelos a la fórmula.
    • Por ejemplo, el lado RT es opuesto al ángulo desconocido S, por lo que el lado RT es C{ Displaystyle c} en la fórmula. Otras partes lo harán a{ Displaystyle a} y B{ Displaystyle b}... Entonces, la fórmula se escribirá de la siguiente manera: 122=82+1022(8)(10)porqueC{ displaystyle 12 ^ {2} = 8 ^ {2} + 10 ^ {2} -2 (8) (10) cos {C}}.
  4. 4 Multiplica los números. Multiplicar 2aB{ displaystyle 2ab} por el coseno del ángulo desconocido.
    • Por ejemplo, 122=82+102160porqueC{ Displaystyle 12 ^ {2} = 8 ^ {2} + 10 ^ {2} -160 cos {C}}.
  5. 5 Erguido C{ Displaystyle c} en un cuadrado. Es decir, multiplica el número en sí.
    • Por ejemplo, 144=82+102160porqueC{ Displaystyle 144 = 8 ^ {2} + 10 ^ {2} -160 cos {C}}
  6. 6 Dobla los cuadrados a{ Displaystyle a} y B{ Displaystyle b}. Pero primero, eleve al cuadrado los números correspondientes.
    • Por ejemplo:
      144=64+100160porqueC{ Displaystyle 144 = 64 + 100-160 cos {C}}
      144=164160porqueC{ Displaystyle 144 = 164-160 cos {C}}
  7. 7 Aísle el coseno del ángulo desconocido. Para hacer esto, reste la cantidad a2{ Displaystyle a ^ {2}} y B2{ Displaystyle b ^ {2}} de ambos lados de la ecuación. Luego, divide cada lado de la ecuación por el factor en el coseno del ángulo desconocido.
    • Por ejemplo, para aislar el coseno de un ángulo desconocido, reste 164 de ambos lados de la ecuación y luego divida cada lado por -160:
      144164=164164160porqueC{ Displaystyle 144-164 = 164-164-160 cos {C}}
      20=160porqueC{ Displaystyle -20 = -160 cos {C}}
      20160=160porqueC160{ Displaystyle { frac {-20} {- 160}} = { frac {-160 cos {C}} {- 160}}}
      0,125=porqueC{ Displaystyle 0.125 = cos {C}}
  8. 8 Calcula el coseno inverso. Esto encontrará el valor del ángulo desconocido. En la calculadora, la función coseno inversa se denota COS1{ displaystyle COS ^ {- 1}}.
    • Por ejemplo, el arcocoseno de 0.0125 es 82.8192. Entonces el ángulo S es 82.8192 °.

Método 3 de 3: problemas de muestra

  1. 1 Encuentra el lado desconocido del triángulo. Los lados conocidos miden 20 cm y 17 cm, y el ángulo entre ellos es de 68 °.
    • Como tienes dos lados y el ángulo entre ellos, puedes usar el teorema del coseno. Escribe la fórmula: C2=a2+B22aBporqueC{ Displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.
    • El lado desconocido es C{ Displaystyle c}... Reemplaza los valores conocidos en la fórmula: C2=202+1722(20)(17)porque68{ Displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -2 (20) (17) cos {68}}.
    • Calcular C2{ Displaystyle c ^ {2}}, observando el orden de las operaciones matemáticas:
      C2=202+1722(20)(17)porque68{ Displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -2 (20) (17) cos {68}}
      C2=202+1722(20)(17)(0,3746){ Displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -2 (20) (17) (0.3746)}
      C2=202+172254,7325{ Displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -254,7325}
      C2=400+289254,7325{ Displaystyle c ^ {2} = 400 + 289-254.7325}
      C2=689254,7325{ Displaystyle c ^ {2} = 689-254,7325}
      C2=434,2675{ displaystyle c ^ {2} = 434,2675}
    • Saca la raíz cuadrada de ambos lados de la ecuación. Así es como encuentras el lado desconocido:
      C2=434,2675{ Displaystyle { sqrt {c ^ {2}}} = { sqrt {434.2675}}}
      C=20,8391{ Displaystyle c = 20,8391}
      Entonces, el lado desconocido es 20.8391 cm.
  2. 2 Encuentra el ángulo H en el triángulo GHI. Los dos lados adyacentes a la esquina H son 22 y 16 cm. El lado opuesto a la esquina H es 13 cm.
    • Dado que se dan los tres lados, se puede usar el teorema del coseno. Escribe la fórmula: C2=a2+B22aBporqueC{ Displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.
    • El lado opuesto a la esquina desconocida es C{ Displaystyle c}... Reemplaza los valores conocidos en la fórmula: 132=222+1622(22)(16)porqueC{ displaystyle 13 ^ {2} = 22 ^ {2} + 16 ^ {2} -2 (22) (16) cos {C}}.
    • Simplifica la expresión resultante:
      132=222+162704porqueC{ Displaystyle 13 ^ {2} = 22 ^ {2} + 16 ^ {2} -704 cos {C}}
      132=484+256704porqueC{ Displaystyle 13 ^ {2} = 484 + 256 - 704 cos {C}}
      169=484+256704porqueC{ Displaystyle 169 = 484 + 256 - 704 cos {C}}
      169=740704porqueC{ Displaystyle 169 = 740-704 cos {C}}
    • Aislar el coseno:
      169740=740740704porqueC{ displaystyle 169-740 = 740-740-704 cos {C}}
      571=704porqueC{ Displaystyle -571 = -704 cos {C}}
      571704=704porqueC704{ displaystyle { frac {-571} {- 704}} = { frac {-704 cos {C}} {- 704}}}
      0,8111=porqueC{ Displaystyle 0.8111 = cos {C}}
    • Encuentra el coseno inverso. Así es como se calcula el ángulo desconocido:
      0,8111=porqueC{ Displaystyle 0.8111 = cos {C}}
      35,7985=COS1{ displaystyle 35,7985 = COS ^ {- 1}}.
      Por tanto, el ángulo H es 35,7985 °.
  3. 3 Calcula la longitud del camino. Los caminos del río, Hilly y Marsh forman un triángulo. La longitud del River Trail es de 3 km, la longitud del Hilly Trail es de 5 km; estos senderos se cruzan entre sí en un ángulo de 135 °. El sendero del pantano conecta los dos extremos de los otros senderos. Encuentra la longitud del sendero del pantano.
    • Los senderos forman un triángulo. Necesitas encontrar la longitud del camino desconocido, que es el lado del triángulo. Dado que se dan las longitudes de los otros dos caminos y el ángulo entre ellos, se puede usar el teorema del coseno.
    • Escribe la fórmula: C2=a2+B22aBporqueC{ Displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.
    • El camino desconocido (pantano) se indicará como C{ Displaystyle c}... Reemplaza los valores conocidos en la fórmula: C2=32+522(3)(5)porque135{ Displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} -2 (3) (5) cos {135}}.
    • Calcular C2{ Displaystyle c ^ {2}}:
      C2=32+522(3)(5)porque135{ Displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} -2 (3) (5) cos {135}}
      C2=32+522(3)(5)(0,7071){ Displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} -2 (3) (5) (- 0,7071)}
      C2=32+52(21,2132){ Displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} - (- 21,2132)}
      C2=9+25+21,2132{ Displaystyle c ^ {2} = 9 + 25 + 21.2132}
      C2=55,2132{ displaystyle c ^ {2} = 55,2132}
    • Saca la raíz cuadrada de ambos lados de la ecuación. Así es como encuentras la longitud de la ruta desconocida:
      C2=55,2132{ Displaystyle { sqrt {c ^ {2}}} = { sqrt {55.2132}}}
      C=7,4306{ Displaystyle c = 7.4306}
      Entonces, la longitud del Swamp Trail es de 7.4306 km.

Consejos

  • Es más fácil usar el teorema del seno. Por lo tanto, primero averigüe si se puede aplicar al problema dado.