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1º Bachillerato Matemáticas I · Ciencias y Tecnología

Lección 11 · B · Sentido de la medida

El teorema del seno

Sentido de la medida: resolución de triángulos mediante el teorema del seno. Decreto 40/2022, Castilla y León.

Objetivos

Explicación

Resolver un triángulo es conocer sus tres lados y sus tres ángulos. El teorema del seno relaciona cada lado con el seno del ángulo opuesto. Se escribe a / sen A = b / sen B = c / sen C. La letra mayúscula es el ángulo; la minúscula es el lado de enfrente. En la calculadora, sen aparece como sin: a / sin A es la misma proporción. Aquí se mantiene sen.

Qué datos bastan

ASA: dos ángulos y el lado comprendido entre ellos. El tercer ángulo sale de que la suma es 180°. AAS: dos ángulos y un lado opuesto a uno de ellos. También se conoce el tercer ángulo, y el teorema del seno empareja el lado conocido con su ángulo. En los dos casos de esta lección el triángulo queda determinado y las cuentas salen exactas.

La proporción

Si se conoce el lado c y el ángulo C, el cociente c / sen C es el factor común. Entonces a = sen A · (c / sen C). No se multiplica el lado por el ángulo en grados. El seno es un número: sen 30° = 1/2, sen 45° = √2 / 2, sen 60° = √3 / 2, sen 90° = 1.

El caso ambiguo, solo nombrado

Si los datos son dos lados y el ángulo opuesto a uno de ellos, el caso SSA, puede haber dos triángulos, uno o ninguno. Esta lección no calcula esas dos soluciones. Cuando el enunciado sea SSA, hay que decir que el teorema del seno no cierra el caso por sí solo.

Glosa de los símbolos de esta lección

A, B, C
Ángulos del triángulo. Su suma es 180°.
a, b, c
Lados opuestos a A, B y C respectivamente.
a / sen A
Cociente del teorema del seno. Iguala a los otros dos cocientes lado entre seno del opuesto.
ASA
Dos ángulos y el lado comprendido, el que está entre esos ángulos.
AAS
Dos ángulos y un lado que no es el comprendido: es el opuesto a uno de los ángulos dados.

Ejemplo 1, paso a paso: ASA

A = 30°, B = 60°, lado comprendido c = 10

  1. Tercer ángulo: C = 180° − 30° − 60°
    180° − 30° − 60° = 90°.
  2. El lado c es el opuesto de C, y sen 90° = 1. El factor común es 10 / 1 = 10.
  3. a = 10 · sen 30°
    1 / 2 = 1/2
    10 · 1 = 10
    10 / 2 = 5
    10 · sen 30° = 5.
  4. b = 10 · sen 60°
    10 · sen 60° = 10 · (√3 / 2)
    10 · (√3 / 2) = 5√3.
  5. Comprobación pitagórica, porque C es recto: a2 + b2 = 25 + (5√3)2
    25 + (5√3)2 = 25 + 25 · 3
    25 · 3 = 75
    25 + 75 = 100.

Lados: a = 5, b = 5√3, c = 10. Ángulos 30°, 60° y 90°.

Ejemplo 2, paso a paso: AAS

A = 45°, C = 45°, lado a = 6

  1. El lado dado es a, opuesto a A, no el comprendido entre A y C. Es AAS.
  2. B = 180° − 45° − 45°
    180° − 45° − 45° = 90°.
  3. sen 45° = √2 / 2 y sen 90° = 1.
  4. a / sen A = 6 / (√2 / 2)
    6 / (√2 / 2) = 6 · 2 / √2
    6 · 2 / √2 = 12 / √2
    12 / √2 = 6√2.
  5. b = sen 90° · 6√2
    sen 90° · 6√2 = 6√2. c = sen 45° · 6√2
    sen 45° · 6√2 = (√2 / 2) · 6√2
    (√2 / 2) · 6√2 = 6 · 2 / 2
    6 · 2 = 12
    12 / 2 = 6.
  6. Comprobación: a2 + c2 = 36 + 36 = 72 y (6√2)2 = 36 · 2 = 72. El ángulo recto está en B, enfrente del lado mayor.

Lados: a = 6, b = 6√2, c = 6.

Error típico, corregido

Se usa el teorema del seno en un SAS, dos lados y el ángulo comprendido, como si ya hubiera un par lado-ángulo opuesto completo. Con lados 5 y 7 y el ángulo de 60° entre ellos no se conoce todavía el lado opuesto ni otro ángulo. Ese dato es del teorema del coseno, lección siguiente, no del seno.

Otro error de notación: escribir a / sen a, con la misma letra en minúscula para el ángulo. El seno pide el ángulo. Si se mezclan, la proporción deja de decir qué número es el lado y cuál es el grado.

Figura: el ASA 30°-60°-90°

Lado opuesto a 30°: la mitad de la hipotenusa, 5. Lado opuesto a 60°: 5√3. Hipotenusa 10, opuesta a 90°.

Triángulo rectángulo de lados 5, 5 raíz de 3 y 10 5√3 5 10 30° 60° a/sen 30° = 10/sen 90° 5 / (1/2) = 10

En la vida real

Dos visuales y la base entre ellas

Si desde los dos extremos de un segmento de 10 unidades se miden ángulos de 30° y 60° hacia un mismo punto, el triángulo es el del ejemplo 1. La distancia pedida no se estima a ojo: el lado opuesto a 30° sale 5. El dibujo a escala puede ayudar, pero la cuenta exacta es la proporción de senos.

Práctica en la misma página

El triángulo sigue siendo 30°-60°-90°. El control cambia la hipotenusa c, par, de 2 a 20. Los otros lados se escriben c/2 y (c/2)√3. Comprueba que sus cuadrados suman c2. En la caja, repite el AAS de lados 6, 6√2 y 6.

Triángulo 30 60 90 con hipotenusa variable c = 10
a = 5, b = 5√3, c = 10

Clave local: bach1-mates-i-L11. No se envía a ningún sitio.

Comprueba

En el ASA con c = 10, A = 30° y B = 60°, ¿cuánto mide a?

Respuesta: 5.

Por qué: C = 90°, sen 90° = 1 y sen 30° = 1/2, luego a = 1 / 2 = 1/2
10 · 1 = 10
10 / 2 = 5. Además 5 es la mitad de la hipotenusa, como corresponde al ángulo de 30°.

En el AAS con a = 6, A = 45° y C = 45°, ¿cuánto mide b?

Respuesta: 6√2.

Por qué: B = 90° y el cociente común es 6 / (√2 / 2) = 6√2. El lado opuesto al recto es ese cociente, porque sen 90° = 1. Y 36 + 36 = 72
72 = (6√2)2.

¿Por qué un dato SSA no se cierra en esta lección con una sola cuenta?

Respuesta: porque pueden existir dos triángulos, uno o ninguno, y aquí no se calculan las dos soluciones.

Por qué: el seno de un ángulo agudo y el de su suplementario coinciden, así que un lado y el seno del opuesto no siempre eligen un único ángulo. ASA y AAS sí determinan el tercer ángulo por la suma de 180° antes de usar la proporción.

Tu resolución

Escribe el desarrollo en este cuadro. Si necesitas un boceto, dibújalo en el lienzo de esta misma página. No se envía a ningún sitio.

Lienzo para el boceto.

Mini cierre

Lado entre seno del opuesto, los tres cocientes iguales. Primero el ángulo que falta, si los datos son ASA o AAS. Después la proporción, con senos exactos. SSA queda solo avisado. La comprobación del ejemplo rectángulo es Pitágoras.

Reto

Cambia la hipotenusa y conserva los ángulos

Repite el ejemplo ASA con el lado comprendido igual a 6 en vez de 10. Los ángulos siguen siendo 30°, 60° y 90°. Halla los tres lados y comprueba que la suma de los cuadrados de los catetos es el cuadrado de la hipotenusa.

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