lunes, 21 de mayo de 2018

TRIGONOMETRÍA



TRIGONOMETRÍA

La trigonometría se engloba en el bloque de Geometría, y su estudio es posterior al de movimientos en el plano, lo que nos servirá de base para trabajar las razones trigonométricas como razones entre los lados de triángulos rectángulos semejantes. Así pues, conviene que los alumnos tengan una visión clara, y por ello hemos diseñado un mapa conceptual:
La trigonometría es una rama de las matemáticas que nos permite hallar las medidas de los lados y ángulos de los triángulos como hemos mencionado anteriormente. A partir de las fórmulas o razones trigonométricas podemos relacionar los lados con sus ángulos y viceversa. Entonces la trigonometría ¿para qué sirve? es útil para resolver problemas geométricos y calcular longitudes en la realidad.

Los conceptos básicos que ha de tener un profesor de Educación Primaria sobre la trigonometría deberán de ser los siguientes:

Para medir ángulos tenemos que medir su recorrido en la circunferencia. La medida de la circunferencia es 2x𝝅xR
Para medir los ángulos utilizamos una unidad llamada radián. También encontramos otro método para medir los ángulos, ya que la circunferencia se mide en 360 grados, a su vez los grados están divididos en minutos y segundos, de tal forma que 1 grado está compuesto de 60 minutos y un minuto de 60 segundos.


Para poder cambiar los ángulos de unidades, los alumnos deben saber cómo pasar de grados, minutos y segundos a radianes y viceversa.
  1. Paso de grados a radianes:
Para pasar 1 grado a radianes tenemos que multiplicar por /180.
 
2.                  Paso de radianes a grados:
Para pasar de radianes a grados multiplicamos los radianes por 180/.

En los triángulos semejantes,  sus ángulos son iguales y los lados correspondientes son proporcionales.
Dado un triángulo rectángulo, las razones trigonométricas de un determinado ángulo agudo son:
  • El seno es el cociente del cateto opuesto y la hipotenusa.
  • El coseno es el cociente entre el cateto adyacente y la hipotenusa.
  • La tangente es el cociente entre el cateto opuesto y el cateto adyacente.
Las razones trigonométricas no dependen del tamaño del triángulo sino del ángulo.

Razones trigonométricas

En los triángulos semejantes los ángulos son iguales y los lados homólogos son proporcionales. La razón entre los lados de un triángulo determina su forma. Dado un triángulo rectángulo, las razones trigonométricas del ángulo agudo α se definen:
  • El seno es el cociente entre el cateto opuesto y la hipotenusa.
  • El coseno es el cociente entre el cateto adyacente y la hipotenusa.
  • La tangente es el cociente entre el cateto opuesto y el cateto adyacente.




INSTRUMENTOS DE DIBUJO



INSTRUMENTOS DE DIBUJO

La geometría del plano está estrechamente ligada con la regla y el compás, además de con otros instrumentos de dibujo como escuadra, cartabón, semicírculo graduado, comúnmente llamado transportador de ángulos, etc. Así pues, dichos instrumentos son utilizados tanto en un sentido práctico (representación rigurosa de las figuras) como teórico (justificar conceptos y propiedades).

ASPECTOS HISTÓRICOS

Existen dos tipos de proposiciones dentro de los enunciados de los Elementos de Euclides, que son los teoremas y los problemas. Los teoremas se utilizan para enunciar las propiedades de los entes matemáticos y terminan con la frase “como queríamos demostrar”, mientras que los problemas sirven para explicar cómo se construyen los distintos tipos de objetos matemáticos y terminan con la frase “como queríamos  hacer”.
A continuación veréis algunas de las definiciones y proposiciones sobre los Elementos de Euclides.

  • Definición 3: Una figura rectilínea está inscrita en un círculo, cuando todos los ángulos de la figura inscrita en el círculo tocan su circunferencia.
  • Definición 4: una figura rectilínea está inscrita en un círculo, cuando todos los lados de la figura circunscrita tocan con la circunferencia del círculo.
  • Definición 5: un círculo se considera inscrito en una figura cuando la circunferencia toca cada lado de la figura en la que está inscrita.
  • Definición 6: un círculo se considera inscrito en torno a una figura cuando su circunferencia toca todos los ángulos de la figura a la que está circunscrita.
  • Proposición 6 → inscribir un cuadrado en un círculo dado.
  • Proposición 7 → circunscribir un cuadrada en torno un círculo dado.
  • Proposición 11 → inscribir un pentágono equilátero y equiángulo en un círculo dado.
  • Proposición 14 → circunscribir un círculo en torno a un pentágono equilátero y equiángulo dado.
  • Proposición 15 → inscribir un hexágono equilátero y equiángulo en un círculo dado.
  • Proposición 16 → la última proposición del libro IV, la cual dice que la construcción de un polígono regular de 15 lados, el pentágono decágono, es donde Euclides inscribe un pentágono regular y un triángulo equilátero en el mismo círculo con un vértice común.

El libro IV presenta 16 proposiciones de construcción con regla y compás de polígonos regulares de 3,4,5,6 y 15 lados inscritos en una circunferencia. Por el proceso de la bisección a partir del triángulo equilátero resultan los polígonos de 6, 12, 24… lados. A partir del cuadrado polígonos regulares de 8, 16…

El 29 de marzo de 1976 Gauss, cerca de sus 19 años, descubrió cómo construir el polígono regular de 17 lados. Fue en este momento cuando se decantó por ser matemático y no filósofo. Tras su muerte, se exigió un estatus de bronce en forma de heptágono en Gottinga, su ciudad natal.

ASPECTOS MATEMÁTICOS

Gracias a los instrumentos de dibujo mencionados anteriormente, se pueden construir polígonos regulares de varios lados. A continuación, mostramos algunos de ellos:

  1. Triángulo equilátero: este polígono se dibuja trazando una circunferencia y pinchando en un punto de esta, con una abertura igual al radio, se marcan una a continuación de otra. Estas señales o marcas trazadas, se unen de forma alternativa y se obtiene un triángulo equilátero.

2.                 Cuadrado:  en este caso, se trazan dos diámetros perpendiculares, y uniendo los puntos de la circunferencia se obtiene dicho polígono, en este caso un cuadrilátero.

3.                 Hexágono regular: se debe dibujar una circunferencia y el radio de esta será la medida de cada lado del hexágono.

4.                 Octógono regular: ayudándonos de un cuadrado ya dibujado, trazamos las mediatrices de los lados de este, cortando a la circunferencia en cuatro puntos, en total ocho, los cuales debemos de unir para obtener finalmente el octógono regular que buscamos.

5.                 Heptágono regular: la mediatriz al radio OP, determina el segmento AB al lado del heptágono regular. https://www.youtube.com/watch?v=6oTK1IFHBCE

6.                 Eneágono regular:  Se traza el diámetro (PQ) y una línea perpendicular semirrecta que pase por su centro (O). Pinchamos P con el punto O, y obtenemos el punto M. Pinchando puntos QM y trazamos un arco que corta la circunferencia en punto C. Con centro en CP se traza un arco de circunferencia que corta , en el punto B el segmento AC. Este segmento es la medida de los lados.

7.                 Decágono regular:

  1. Se traza el radio (OP) con centro (O).
  2. Se traza una circunferencia con diámetro OP y centro C.
  3. El diámetro AM es perpendicular a OP y se una A con C a la circunferencia pequeña en el punto B.
  4. El segmento AB es la medida de los lados del decágono.

8.                 Pentágono regular: Trazar dos diámetros perpendiculares. Calcular la mediatriz de uno de los radios. Cogemos el punto que corta el radio con la mediatriz como centro, haciendo un arco desde el punto que corta el diámetro perpendicular (A), hasta que corte ese diámetro. Con ese punto de corte, trazamos una línea, que será la medida del lado del pentágono. Cogiendo esa medida con el compás, lo trasladamos para marcar todos los lados en la circunferencia.


9.                 Dodecágono regular: dibujando dos diámetros perpendiculares.

  1. Con el mismo radio de la circunferencia dada, dibujamos cuatro arcos de la circunferencia con centros en cada uno de los puntos de los diámetros perpendiculares.
  2. Unimos todos los puntos para formar el dodecágono regular.