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En cada uno de los siguientes casos, construye un triángulo rectángulo \( A B C \) y calcula la razón trigonométrica que se indica (en cada caso \( m \angle C=90^{\circ} \) ). a. \( \operatorname{sen} A=\frac{\sqrt{2}}{5} \); calcula tan \( B \). b. \( \cos B=\frac{1}{5} \); calcula cot \( A \). c. \( \csc A=1 \frac{1}{3} \); calcula \( \sec B \). d. \( \cot B=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3}} \); calcula sen \( A \).

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Mar 11,2025

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Answer

a. \(\tan B = \frac{\sqrt{46}}{2}\) b. \(\cot A = 2\sqrt{6}\) c. \(\sec B = \frac{4}{3}\) d. \(\sin A = \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{5}}\)

Solution

### a. Dado que \(\sin A=\frac{\sqrt{2}}{5}\) y \(\angle C=90^{\circ}\) En un triángulo rectángulo, los ángulos \(A\) y \(B\) son complementarios, es decir, \(A+B=90^{\circ}\). Además, se cumple que: \[ \sin A=\cos B \quad \text{y} \quad \cos A=\sin B. \] 1. Calcular \(\cos A\) usando la identidad pitagórica: \[ \cos A=\sqrt{1-\sin^2 A}=\sqrt{1-\left(\frac{\sqrt{2}}{5}\right)^2} =\sqrt{1-\frac{2}{25}}=\sqrt{\frac{23}{25}}=\frac{\sqrt{23}}{5}. \] 2. Luego, dado que \(\tan B=\frac{\sin B}{\cos B}\) y observando que \(\sin B=\cos A\) y \(\cos B=\sin A\): \[ \tan B=\frac{\cos A}{\sin A} =\frac{\frac{\sqrt{23}}{5}}{\frac{\sqrt{2}}{5}}=\frac{\sqrt{23}}{\sqrt{2}} =\sqrt{\frac{23}{2}} =\frac{\sqrt{46}}{2}. \] Respuesta a: \[ \boxed{\tan B=\frac{\sqrt{46}}{2}}. \] --- ### b. Dado que \(\cos B=\frac{1}{5}\) Recordando que \(A+B=90^{\circ}\), se tiene: \[ \cos B=\sin A. \] Por lo tanto: \[ \sin A=\frac{1}{5}. \] Para hallar \(\cot A\), usamos: \[ \cot A=\frac{\cos A}{\sin A}. \] 1. Calcular \(\cos A\) a partir de \(\sin A\): \[ \cos A=\sqrt{1-\sin^2 A}=\sqrt{1-\left(\frac{1}{5}\right)^2} =\sqrt{1-\frac{1}{25}} =\sqrt{\frac{24}{25}} =\frac{2\sqrt{6}}{5}. \] 2. Entonces: \[ \cot A=\frac{\frac{2\sqrt{6}}{5}}{\frac{1}{5}}=2\sqrt{6}. \] Respuesta b: \[ \boxed{\cot A=2\sqrt{6}}. \] --- ### c. Dado que \(\csc A=1\frac{1}{3}\) Primero, convirtamos el número mixto a fracción impropia: \[ \csc A=\frac{4}{3}. \] Recuerda que: \[ \csc A=\frac{1}{\sin A} \quad \Longrightarrow \quad \sin A=\frac{1}{\csc A}=\frac{3}{4}. \] Observamos que, en triángulo rectángulo, los ángulos \(A\) y \(B\) son complementarios, por lo que: \[ \cos B=\sin A=\frac{3}{4}. \] La razón que se pide es: \[ \sec B=\frac{1}{\cos B}=\frac{1}{\frac{3}{4}}=\frac{4}{3}. \] Respuesta c: \[ \boxed{\sec B=\frac{4}{3}}. \] --- ### d. Dado que \(\cot B=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3}}\) Recordemos que en cualquier ángulo: \[ \cot B=\frac{\cos B}{\sin B}. \] Podemos plantear: \[ \cos B=\sqrt{2}\,k \quad \text{y} \quad \sin B=\sqrt{3}\,k, \] donde \(k>0\) es una constante. Usamos la identidad pitagórica: \[ \cos^2B+\sin^2B=1 \quad \Longrightarrow \quad 2k^2+3k^2=5k^2=1, \] de donde: \[ k=\frac{1}{\sqrt{5}}. \] Entonces: \[ \cos B=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{5}}. \] Pero puesto que los ángulos \(A\) y \(B\) son complementarios: \[ \sin A=\cos B=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{5}}. \] Respuesta d: \[ \boxed{\sin A=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{5}}}. \]

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Bonus Knowledge

Para cada caso, vamos a construir un triángulo rectángulo \( A B C \) donde \( m \angle C = 90^{\circ} \) y utilizaremos las razones trigonométricas para resolver lo que se nos pide. a. Dado que \( \operatorname{sen} A=\frac{\sqrt{2}}{5} \), podemos usar el triángulo rectángulo y la relación \( \operatorname{sen} A = \frac{\text{opuesto}}{\text{hipotenusa}} \). Si consideramos el lado opuesto a \( A \) como \( \sqrt{2} \) y la hipotenusa como \( 5 \), podemos calcular el lado adyacente usando el teorema de Pitágoras: \( b = \sqrt{5^2 - (\sqrt{2})^2} = \sqrt{25 - 2} = \sqrt{23} \). Ahora, para calcular \( \tan B = \frac{\text{opuesto}}{\text{adicional}} = \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{23}} \). b. Si \( \cos B=\frac{1}{5} \), sabemos que \( \cos B = \frac{\text{adyacente}}{\text{hipotenusa}} \). Aquí, el lado adyacente puede ser \( 1 \) y la hipotenusa \( 5 \). Usando Pitágoras, el lado opuesto será \( \sqrt{5^2 - 1^2} = \sqrt{25 - 1} = \sqrt{24} \). Entonces, \( \cot A = \frac{\text{adyacente}}{\text{opuesto}} = \frac{1}{\sqrt{24}} = \frac{1}{2\sqrt{6}} \). c. Con la condición \( \csc A=1 \frac{1}{3} = \frac{4}{3} \), sabemos que \( \csc A = \frac{\text{hipotenusa}}{\text{opuesto}} \). Así, si la hipotenusa es \( 4 \), el lado opuesto será \( 3 \). Usando Pitágoras, el lado adyacente es \( \sqrt{4^2 - 3^2} = \sqrt{16 - 9} = \sqrt{7} \). Así, \( \sec B = \frac{\text{hipotenusa}}{\text{adyacente}} = \frac{4}{\sqrt{7}} \). d. Dado \( \cot B=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3}} \), sabemos que \( \cot B = \frac{\text{adyacente}}{\text{opuesto}} \). Suponiendo que \( \text{adyacente} = \sqrt{2} \) y \( \text{opuesto} = \sqrt{3} \), calculamos la hipotenusa usando Pitágoras: \( h = \sqrt{(\sqrt{2})^2 + (\sqrt{3})^2} = \sqrt{2 + 3} = \sqrt{5} \). Para \( \sin A \) podemos usar \( \sin A = \frac{\text{opuesto}}{\text{hipotenusa}} = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{5}} \).

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