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(2) propongo. E Ejercito. R Razono. S soluciono problemas 3.2 (1) Determina cuáles de las siguientes proposiciones son verdaderas y cuáles falsas. Justifica tu respuesta. 109. Si \( A(x, y) \) pertenece a la circunferencia unitaria entonces, el punto \( B(-y, x) \) también pertencoce la circunferencia unitaria. 110. El segmento cuyos puntos extremos son \( \left(\frac{3}{5}, \frac{4}{5}\right) \) y \( \left(-\frac{3}{5},-\frac{4}{5}\right) \), corresponde al diámetro de la circunferencia unitaria. Dibuja en la circunferencia unitaria un ángulo que quede determinado por el punto \( P \). 111. \( P(0,1) \) 112. \( P(-1,0) \) 114. \( P\left(\frac{5}{13},-\frac{12}{13}\right) \) 115. \( P\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{2}}{2}\right) \) 113. \( P\left(\frac{2}{3}, \frac{\sqrt{5}}{3}\right) \) 116. \( P(0,-1) \)

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Mar 19,2025

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Answer

**109.** Verdadero. Si \( A(x, y) \) está en la circunferencia unitaria, entonces \( B(-y, x) \) también lo está. **110.** Verdadero. Los puntos \( \left(\frac{3}{5}, \frac{4}{5}\right) \) y \( \left(-\frac{3}{5}, -\frac{4}{5}\right) \) son antipodales y forman un diámetro. **111.** \( \theta = 90^\circ \) (punto superior). **112.** \( \theta = 180^\circ \) (punto izquierdo). **114.** \( \theta \) en el cuarto cuadrante, calculado usando arco seno o arco coseno. **115.** \( \theta = 135^\circ \) (punto superior izquierdo). **113.** \( \theta \) en el primer cuadrante, calculado usando arco tangente. **116.** \( \theta = 270^\circ \) (punto inferior). Cada punto define un ángulo en la circunferencia unitaria según su posición.

Solution

**109.** Sea \( A(x,y) \) un punto de la circunferencia unitaria, es decir, cumple \[ x^2+y^2=1. \] Consideramos el punto \[ B(-y,x). \] Comprobamos que \( B \) también está en la circunferencia: \[ (-y)^2 + x^2 = y^2+x^2 = 1. \] Por lo tanto, la proposición es **verdadera**. --- **110.** Se dan los puntos \[ P_1\left(\frac{3}{5},\frac{4}{5}\right) \quad \text{y} \quad P_2\left(-\frac{3}{5},-\frac{4}{5}\right). \] Observamos que \( P_2 \) es el opuesto de \( P_1 \) (es decir, \( P_2 = -P_1 \)). En la circunferencia unitaria, los puntos antipodales son los extremos de un diámetro. Por ello, el segmento con extremos \( P_1 \) y \( P_2 \) es un diámetro. La proposición es **verdadera**. --- A continuación se indican, para cada punto \( P \) dado, el ángulo en la circunferencia unitaria determinado en posición estándar (medido desde el eje \(x\) positivo): **111. \( P(0,1) \)** Dado que \[ \cos \theta =0 \quad \text{y} \quad \sin \theta = 1, \] se tiene \[ \theta = \frac{\pi}{2}. \] En la circunferencia unitaria, se marca el punto superior correspondiente a \(90^\circ\). --- **112. \( P(-1,0) \)** Aquí \[ \cos \theta = -1 \quad \text{y} \quad \sin \theta = 0, \] lo cual determina \[ \theta = \pi. \] Se traza el punto en la parte izquierda de la circunferencia. --- **114. \( P\left(\frac{5}{13},-\frac{12}{13}\right) \)** Se tiene \[ \cos \theta = \frac{5}{13} \quad \text{y} \quad \sin \theta = -\frac{12}{13}. \] Como el coseno es positivo y el seno negativo, el ángulo se encuentra en el cuarto cuadrante. El ángulo agudo asociado es \[ \alpha = \arcsin\left(\frac{12}{13}\right) \quad \text{(o } \alpha = \arccos\left(\frac{5}{13}\right)\text{)}, \] por lo que el ángulo en posición estándar es \[ \theta = 2\pi - \alpha. \] Se dibuja el punto en el cuarto cuadrante. --- **115. \( P\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{2}}{2}\right) \)** Aquí se observa que \[ \cos \theta = -\frac{\sqrt{2}}{2} \quad \text{y} \quad \sin \theta = \frac{\sqrt{2}}{2}. \] El ángulo correspondiente, en el segundo cuadrante, es \[ \theta = \frac{3\pi}{4}. \] Se marca el punto en la parte superior izquierda de la circunferencia. --- **113. \( P\left(\frac{2}{3}, \frac{\sqrt{5}}{3}\right) \)** Verificamos que \[ \left(\frac{2}{3}\right)^2+\left(\frac{\sqrt{5}}{3}\right)^2 = \frac{4}{9}+\frac{5}{9}=1. \] Entonces, \[ \cos \theta = \frac{2}{3} \quad \text{y} \quad \sin \theta = \frac{\sqrt{5}}{3}. \] Dado que ambos son positivos, el ángulo se halla en el primer cuadrante y se determina por \[ \theta = \arctan\left(\frac{\sin \theta}{\cos \theta}\right)=\arctan\left(\frac{\sqrt{5}}{2}\right). \] Se dibuja el punto en el primer cuadrante. --- **116. \( P(0,-1) \)** Aquí \[ \cos \theta = 0 \quad \text{y} \quad \sin \theta = -1, \] lo que implica que \[ \theta = \frac{3\pi}{2}. \] Se marca el punto en la parte inferior de la circunferencia. --- Cada uno de estos puntos define un ángulo central en la circunferencia unitaria que se puede representar dibujando el rayo desde el origen hasta dicho punto.

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Extra Insights

Si consideramos la circunferencia unitaria, que se define por la ecuación \( x^2 + y^2 = 1 \), podemos usar la propiedad simétrica de los puntos en la circunferencia. Para la proposición 109, si \( A(x, y) \) pertenece a la circunferencia unitaria, tenemos \( x^2 + y^2 = 1 \). Al calcular \( B(-y, x) \), notamos que \( (-y)^2 + x^2 = y^2 + x^2 = 1 \), lo que implica que \( B \) también pertenece a la circunferencia. Por lo tanto, la proposición es verdadera. En cuanto a la proposición 110, el segmento cuyos extremos son \( \left(\frac{3}{5}, \frac{4}{5}\right) \) y \( \left(-\frac{3}{5},-\frac{4}{5}\right) \) puede ser evaluado observando la distancia entre los puntos. Al aplicar la distancia en el plano cartesiano, calculamos que este segmento tiene una longitud de 1 (usando la distancia entre puntos) y se extiende desde el origen, lo cual indica que efectivamente es el diámetro de la circunferencia unitaria. Así que esta proposición también es verdadera. Ahora, para el dibujo del ángulo determinado por el punto \( P \), se puede ubicar \( P \) en la circunferencia y trazar líneas desde el origen \( (0,0) \) hasta \( P \) y un segundo punto en la circunferencia, creando el ángulo que está interesado en ilustrar. Las coordenadas de \( P \) dictarán la dirección de estas líneas.

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