Wednesday, May 20, 2015

Teorema de pitágoras

Este teorema nos dice que en todo triangulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa es igual a las suma de  los cuadrados de los catetos, es decir,  c^(2) = a^(2) + b^(2)



Podemos ver que el lado "c" es la hipotenusa y los lados "b" son los catéteres.
Nótese que este teorema solo aplica a triángulos rectángulos.

Ejemplo 1: calcular el lado que falta en el triángulo 





Solución


Para hallar el lado que falta aplicamos el teorema de Pitágoras.


                                                 



                                                

                                                 





Ejemplo 2: calcular el cateto del triángulo dado.




Solución


Para hallar el cateto que falta usamos teorema de Pitágoras.


Ahora, en base a esto podemos estudiar los triángulos rectángulos con relación a los lados y ángulos del triángulo rectángulo. 





Nótese que la hipotenusa es el lado más grande del triángulo.
El cateto opuesto es el lado opuesto al ángulo 
El cateto adyacente es el lado adyacente al ángulo .

Debido a estos lados y el ángulo se desprenden tres relaciones muy importantes para la solución de un triángulo rectángulo.  



Observar que estas relaciones nos sirven para encontrar en un  triángulo rectángulo los demás lados conociendo solo un lado y un ángulo, como veremos a continuación en el siguiente ejemplo. 







Otro Ejemplo


Hallemos el ángulo conociendo dos lados del triángulo











Ejercicios Propuestos

Aplica el Teorema de Pitágoras y las razones trigonométricas fundamentales  para resolver los siguientes problemas .


1. Encuentra el lado que hace falta en el siguiente triangulo rectángulo.











2.  Calcula la altura del edificio aplicando el teorema de pitágoras.



3. Dibuja el triangulo y resuelve con el teorema de pitágoras.

El valor de la hipotenusa es de 36 cm y uno de los catetos mide 18 cm.

¿ Cual es el valor del otro cateto?

4. Observa el siguiente triangulo rectángulo, aplicando las razones trigonométricas fundamentales resuelve:





5. Calcula la diagonal de un rectángulo cuyos lados miden 70 cm y 50 cm respectivamente.



Ejercicios de Aplicación 


6.  Un ingeniero desea calcular la pendiente de un montaña, pues debe trazar un tramo de carretera por encima de ella, para ello se aleja 200  metros del pie de la montaña y con un teodolito calcula el ángulo de elevación el cual es de 45°, se muestra en la figura siguiente, ayúdale al ingeniero a calcular la pendiente.














7.  Una escalera esta recostada sobre una pared vertical, si se sabe que la longitud de la escalera de 12 metros y que la distancia hay entre la base  de la escalera y la pared es de 5 metros, calcula cual es la distancia vertical que alcanza la parte superior de la escalera en la pared.
















8. Una persona está observando los autos que pasan por la calle desde el 4 piso de un edificio, si el ángulo de depresión es de 39° y  el cuarto piso  tiene una altura de 12 metros, calcula la distancia que hay entre el pie del edificio y la calle.

9.  Un observador se encuentra en un faro al pie de un acantilado. Está a 687 m sobre el nivel del mar, desde este punto observa un barco con un ángulo depresión de 23 º . Se desea saber a qué distancia de la base del acantilado se encuentra el barco.







10.  Obtener la longitud de una escalera recargada en una pared de 4.33 m de altura que forma un ángulo de 60° con respecto al piso











Grandes matemáticos que realizaron aportes a la trigonometría

Pitágoras de Samos.  (ca. 569 a. C. – ca. 475 a. C.1) 

fue un filósofo y matemático griego considerado el primer matemático puro. Contribuyó de manera significativa en el avance de la matemática helénica, la geometría y la aritmética, derivadas particularmente de las relaciones numéricas, y aplicadas por ejemplo a la teoría de pesos y medidas, a la teoría de la música o a la astronomía. Es el fundador de la Hermandad Pitagórica, una sociedad que, si bien era de naturaleza predominantemente religiosa, se interesaba también en medicina, cosmología, filosofía, ética y política, entre otras disciplinas. El pitagorismo formuló principios que influyeron tanto en Platón como en Aristóteles y, de manera más general, en el posterior desarrollo de la matemática y en la filosofía racional en Occidente.


El teorema de Pitágoras. En un triángulo rectángulo: «la suma de los cuadrados de los catetos es igual al cuadrado de la hipotenusa». Si bien este resultado y las ternas pitagóricas eran conceptos ya conocidos y utilizados por los matemáticos babilonios y de la India desde mucho tiempo, fueron los pitagóricos los primeros que enunciaron una demostración formal del teorema; esta demostración es la que se encuentra en Los Elementos de Euclides. También demostraron el inverso del teorema: si los lados de un triángulo satisfacen la ecuación, entonces el triángulo es rectángulo.22 Debe hacerse hincapié además, en que «el cuadrado de un número» no era interpretado como «un número multiplicado por sí mismo», como se concibe actualmente, sino en términos de los lados de un «cuadrado geométrico».

Arquímedes de Siracusac. 287 a. C. probablemente en Siracusa, Sicilia 212 a. C. también en Sicilia.
Arquímedes fue un matemático, físico e ingeniero griego, considerado el más importante de los matemáticos de la antigüedad. Demostró que la circunferencia de un círculo mantiene la misma relación respecto de su diámetro que la superficie del círculo respecto del cuadrado del radio. La relación se denomina hoy en día con el número pi (π). Además calculó la superficie bajo una parábola. El principio de Arquímedes se llama así en su honor.

Al-Battani entre 850 y 869 A.C  en Harrán 929 en Schloss.  Al-Battani es considerado un gran matemático y astrónomo de la edad media islámica. Transmitió al mundo árabe los fundamentos de la matemática hindú y el concepto de cero. Pero, sobre todo, el mérito de Al-Battanis gira en torno a la trigonometría; fue el primero en utilizar el seno en lugar de las cuerdas. Halló y demostró por primera vez el teorema del seno, así como el hecho de que la tangente representa la relación entre el seno y el coseno.

Abu'l Wafa 10 de junio de 940 en Buzjan 15 de julio de 998 en Bagdad.
Abu'l Wafa hizo aportes significativos a la trigonometría. Fue el primero en introducir las funciones secante y cosecante y en utilizar la función tangente. Propuso también la definición de las funciones trigonométricas de la circunferencia unitaria. Además simplificó los métodos antiguos de la trigonometría esférica y demostró el teorema del seno para los triángulos esféricos en general.

Menelao de Alejandría (c. 70 d.C. – 140 d.C.) fue un matemático y astrónomo griego, que trabajó en Alejandría y en Roma a finales del siglo I. Fue el primero en reconocer a las geodésicas en una superficie curva como análogas naturales de las líneas rectas y en concebir y definir el triángulo esférico. Su nombre ha quedado ligado al teorema de geometría plana o esférica relativo a un triángulo cortado por una recta o un gran círculo, conocido como el teorema de Menelao, un teorema de una gran importancia en la trigonometría antigua. También fue un defensor entusiasta de la geometría clásica.
Obra
Sphaerica es la única obra de Menelao que ha sobrevivido, en forma de traducción árabe. Está compuesta de tres libros y trata de la geometría de la esfera y de su aplicación a mediciones y cálculo astronómicos. El libro introduce el concepto de triángulo esférico (figuras formadas por arcos de tres círculos máximos) y prueba el teorema de Menelao (una extensión a triángulos esféricos de un resultado previo ya conocido). El libro fue traducido en el siglo XVII por el astrónomo y matemático Francesco Maurolico.

Sphaerica

Libro I
En el Libro I de ese tratado establece Menelao las bases para un estudio de los triángulos esféricos análogo al que hace Euclides en su Libro I para los triángulos planos. Se incluye ahí un teorema que no tiene analogía en Euclides, el que dice que dos triángulos esféricos son congruentes si tienen sus ángulos iguales dos a dos.

Libro II
El Libro II trata de las aplicaciones de la geometría esférica a los fenómenos astronómicos.

Libro III
El Libro III trata sobre el famoso teorema de Menelao, que para el caso plano afirma que si cortamos los lados AB, BC, CA de un triángulo ABC por una recta transversal en los puntos D, E, F respectivamente, entonces se cumple la relación AD·BE·CF=BD·CE·AF.

Edmund Gunter (1581 – 10 de diciembre de 1626), fue un clérigo y matemático inglés, de familiares descendientes directamente de Gales, nació en Hertfordshire en 1581. Estudió en el Christ Church de Oxford y destacó por sus habilidades matemáticas. Llegando a ser profesor de astronomía en el Gresham College, diseñó varios instrumentos de medida. Realizó numerosas aportaciones a la topografía, matemática y astronomía.1 Sus publicaciones de la época se realizaron en inglés, no en latín como era la costumbre científica al uso en los siglos XVI y XVII.
Las aportaciones que ha realizado a la trigonometría se han aplicado a la topografía. Inventó a lo largo de su carrera diversos instrumentos que han llevado su nombre, como fueron el cuadrante de Gunter (una especie de cuadrante que posee una proyección estereográfica), la escala de Gunter (denominada simplemente 'Gunter' por los marineros), así como la denominada cadena de Gunter (que fue considerada como una unidad de medida en muchos países de habla anglosajona).3 Fue uno de los primeros científicos en descubrir la existencia de la declinación magnética terrestre.


Leonhard Paul Euler: (Basilea, Suiza, 15 de abril de 1707 - San Petersburgo, Rusia, 18 de septiembre de 1783), conocido como Leonhard Euler, fue un matemático y físico suizo. Se trata del principal matemático del siglo XVIII y uno de los más grandes y prolíficos de todos los tiempos. Vivió en Rusia y Alemania la mayor parte de su vida y realizó importantes descubrimientos en áreas tan diversas como el cálculo o la teoría de grafos. También introdujo gran parte de la moderna terminología y notación matemática, particularmente para el área del análisis matemático, como por ejemplo la noción de función matemática.1 Asimismo se le conoce por sus trabajos en los campos de la mecánica, óptica y astronomía.
Euler trabajó prácticamente en todos los ámbitos de las matemáticas: geometría, cálculo, trigonometría, álgebra, teoría de números, además de física continua, teoría lunar y otras áreas de la física. Adicional mente, aportó de manera relevante a la lógica matemática con su diagrama de conjuntos.

 François Viéte: (1540-1603), matemático francés, que escribió bajo el nombre Latinized Franciscus Vieta. Estudió Derecho en la Universidad de Poitiers, y pasó a ser consejero jurídico. Vieta más tarde pasó a ser miembro del consejo del rey, que actúa en virtud de Henry III y Henry IV. Vieta Sin embargo, pasan su tiempo libre en los estudios matemáticos, y fue capaz de hacer importantes contribuciones a las matemáticas en las áreas de aritmética, álgebra, la trigonometría y la geometría.
El Canon mathematicus, contiene notables contribuciones a la trigonometría. Generaliza una aproximación analítica a la trigonometría que se designa a veces por el vocablo. Así, aplicando sistemáticamente el álgebra a la trigonometría.
En particular, en el Canon encontramos las siguientes identidades:
Sen θ=Sen (60º +θ) +Sen (60º-θ); 3 Senθ-4Sen3 θ =Sen3θ; Cscθ - Cotθ=Tan(θ/2)
Cscθ + Cotθ=Cot (θ/2). Viéte descubre de nuevo la mayor parte de las identidades elementales y obtiene fórmulas generales equivalentes a las expresiones de Sen (nx) y  Cos (nx) en función de    Sen x y Cos x. Consigue mediante una manipulación ingeniosa de los triángulos rectángulos y de la identidad:
Obtener fórmulas para el Sen (nx) y Cos (nx) equivalentes a:


Encontramos también, entre las fórmulas que convierten un producto de funciones en una suma o una diferencia, la formula obtenida por Viéte:
Sen (A+B) +sen (A-B) =2senA* cos B
Sen (A-B)- sen(A-B)=2sen B * cos A
Y formulas análogas para los cósenos.

Viéte obtiene también el teorema del coseno aunque lo formula así: Donde a, b y c son los lados y C un ángulo. En su obra Variorum de Rebus Mathematicis, Publicada en 1593 encontramos un enunciado equivalente al del teorema de la tangente:



Vídeos Referentes al Teorema de Pitágoras

En esta sección se presenta vídeos que nos ayudan con el tema de estudio " Teorema de Pitágoras "



Explicación Matemática: Teorema de Pitágoras - YouTube









Teorema de Pitágoras - Explicación - YouTube





Algunas curiosidades teorema de Pitágoras.

Para tener en cuenta.

La trigonometría y su origen.

¿Sabías qué?
Pitágoras de Samos fue un filósofo y matemático griego, famoso sobre todo por el Teorema de Pitágoras. Cuando lo descubrió  por primera vez, celebrándolo, según se dice, mediante el sacrificio de un centenar de bueyes -una hecatombe-, un método de honrar a la ciencia.

¿Sabías qué?
El teorema de Pitágoras ha merecido la atención de muchos matemáticos, especialmente de la antigüedad. Actualmente están registradas unas 370 demostraciones de este teorema.

El dato histórico.
Se dice que Pitágoras formuló el teorema por primera vez en  el siglo VI   A.C 

Algunas curiosidades de las funciones trigonométricas básicas

¿Sabías que?
Sabemos que el seno y el coseno reales están acotados entre -1 y 1 (es decir, el seno y el coseno de un número real no pueden tomar ningún valor que no esté entre -1 y 1). Pero en los números complejos perdemos esta acotación. Las funciones seno y coseno complejos no están acotadas. Por ello existen números complejos cuyo coseno es 2, 3, etc.


Para tener en cuenta.

La palabra "seno" deriva del término en latín, sinus, de una mala traducción que fue acortado a jiva y, luego, transliterado por los árabes como jiba. Traductores europeos como Roberto de Chester y Gerardo de Cremona en el siglo XII toledano confundieron jiba por jaib.

Diviértete y aprende.


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Adyacente               rectángulo           triángulo                          acotar
Trigonometría         tangente              seno                                  opuesto
Hipotenusa               catetos                coseno                            graficas
Teorema                     lado                  Pitágoras






Llena el siguiente crucigrama







VERTICALES                                 HORIZONTALES                   
                                                 
Adyacente                              razón              seno
Hipotenusa                             teoremas        tangente
Coseno                                   opuesto