Tema 21 de 35Trigonometría

Reducción al primer cuadrante II: ángulos mayores a una vuelta

Aprenderás a reducir ángulos mayores a una vuelta y negativos al primer cuadrante usando la periodicidad y los signos, para calcular valores exactos y simplificar expresiones trigonométricas.

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El porqué del tema

¿Para qué estudiamos este tema?

En el tema anterior aprendiste a reducir razones trigonométricas de ángulos menores que una vuelta, como 180°−θ180°-\theta, 270°+θ270°+\theta o 360°−θ360°-\theta. Eso resuelve muchos casos, pero en la práctica y en los exámenes de admisión aparecen ángulos como 780°780°, 1125°1125°, 1410°1410°, −α-\alpha, 29π4\frac{29\pi}{4} o 20π3\frac{20\pi}{3}: ángulos que dan varias vueltas o que son negativos.

Este tema responde dos preguntas básicas:

  • ¿Qué hago con un ángulo mayor a una vuelta (360°360° o 2π2\pi rad)?
  • ¿Qué hago con un ángulo negativo?

La idea central es que todas las razones trigonométricas son periódicas: dar vueltas completas no cambia el lado final del ángulo, y por tanto no cambia sus razones trigonométricas. Además, los ángulos negativos se relacionan con los positivos mediante reglas de signo, porque un ángulo negativo representa una rotación en sentido contrario.

Dominar estas reglas te permitirá reducir cualquier ángulo, por grande o negativo que sea, a un ángulo del primer cuadrante. Con eso podrás calcular valores exactos, simplificar expresiones y resolver ecuaciones trigonométricas.

En los exámenes de la UNMSM este tema aparece combinado con el anterior: primero se quitan vueltas completas, luego se aplican signos de ángulos negativos y, finalmente, se reduce al primer cuadrante. Por ejemplo, en un examen reciente se evaluaron expresiones como sen(−α)\mathrm{sen}(-\alpha) y cos⁡(−β)\cos(-\beta) junto con ángulos coterminales.


Antes de empezar

Lo que necesitas saber antes

Antes de empezar conviene recordar tres ideas del tema anterior.

1. Razones trigonométricas de un ángulo en posición normal

Si un ángulo θ\theta en posición normal tiene su lado final pasando por un punto P(x;y)P(x;y), y r=x2+y2r=\sqrt{x^{2}+y^{2}}, entonces:

sen θ=yr,cos⁡θ=xr,tan⁡θ=yx \mathrm{sen}\,\theta=\frac{y}{r},\qquad \cos\theta=\frac{x}{r},\qquad \tan\theta=\frac{y}{x}

y sus recíprocas:

csc⁡θ=ry,sec⁡θ=rx,cot⁡θ=xy \csc\theta=\frac{r}{y},\qquad \sec\theta=\frac{r}{x},\qquad \cot\theta=\frac{x}{y}

En la circunferencia unitaria (r=1r=1), el punto PP tiene coordenadas (cos⁡θ;sen θ)(\cos\theta;\mathrm{sen}\,\theta).

2. Signos de las razones por cuadrantes

RazonesIIIIIIIVsen θ, csc⁡θ++−−cos⁡θ, sec⁡θ+−−+tan⁡θ, cot⁡θ+−+− \begin{array}{c|cccc} \text{Razones} & \text{I} & \text{II} & \text{III} & \text{IV} \\ \hline \mathrm{sen}\,\theta,\ \csc\theta & + & + & - & - \\ \cos\theta,\ \sec\theta & + & - & - & + \\ \tan\theta,\ \cot\theta & + & - & + & - \end{array}

3. Reglas de reducción para ángulos menores a una vuelta

Del tema anterior:

  • Para ángulos de la forma 180°±θ180°\pm\theta y 360°−θ360°-\theta, la razón trigonométrica no cambia de nombre:

R.T(180°±θ)=±R.T(θ),R.T(360°−θ)=±R.T(θ) \mathrm{R.T}(180°\pm\theta)=\pm \mathrm{R.T}(\theta),\qquad \mathrm{R.T}(360°-\theta)=\pm \mathrm{R.T}(\theta)

El signo se coloca según el cuadrante al que pertenece el ángulo original.

  • Para ángulos de la forma 90°±θ90°\pm\theta y 270°±θ270°\pm\theta, la razón cambia a su co-razón:

R.T(90°±θ)=±Co−R.T(θ),R.T(270°±θ)=±Co−R.T(θ) \mathrm{R.T}(90°\pm\theta)=\pm \mathrm{Co{-}R.T}(\theta),\qquad \mathrm{R.T}(270°\pm\theta)=\pm \mathrm{Co{-}R.T}(\theta)

Recuerda que las co-razones son:

sen↔cos⁡,tan⁡↔cot⁡,sec⁡↔csc⁡ \mathrm{sen}\leftrightarrow\cos,\qquad \tan\leftrightarrow\cot,\qquad \sec\leftrightarrow\csc

Estas reglas se usaban con θ\theta agudo. En este tema las extenderemos a ángulos de cualquier magnitud.


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1. Ángulos coterminales: la idea que permite eliminar vueltas completas

Antes de hablar de ángulos mayores a una vuelta, necesitamos entender qué son los ángulos coterminales.

Dos ángulos en posición normal son coterminales si tienen el mismo lado inicial y el mismo lado final. Por ejemplo, si tomamos el ángulo de 30°30° y le sumamos una vuelta completa, obtenemos 390°390°:

390°=360°+30° 390°=360°+30°

Al representar 30°30° y 390°390° en posición normal, su lado final es exactamente el mismo: el rayo que forma 30°30° con el eje positivo XX.

Ángulos coterminales θ y θ+360° en la circunferencia unitaria

Como el punto PP de la circunferencia unitaria asociado a ambos ángulos es el mismo, todas sus razones trigonométricas son iguales:

sen(θ+360°)=sen θ \mathrm{sen}(\theta+360°)=\mathrm{sen}\,\theta

cos⁡(θ+360°)=cos⁡θ \cos(\theta+360°)=\cos\theta

tan⁡(θ+360°)=tan⁡θ \tan(\theta+360°)=\tan\theta

Y lo mismo para sus recíprocas. En general, si dos ángulos difieren en un número entero de vueltas completas, sus razones trigonométricas son idénticas.

En la práctica, esto ya lo conocías: un ángulo de 390°390° cae en el primer cuadrante y tiene las mismas razones que 30°30°.


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2. Regla de reducción de ángulos mayores a una vuelta

Idea concreta

Imagina que debes calcular sen 780°\mathrm{sen}\,780°. No tiene sentido dibujar dos vueltas completas y luego 60°60°; simplemente observamos que:

780°=720°+60°=2(360°)+60° 780°=720°+60°=2(360°)+60°

Las dos vueltas completas (720°720°) no cambian el lado final. Por tanto:

sen 780°=sen 60°=32 \mathrm{sen}\,780°=\mathrm{sen}\,60°=\frac{\sqrt{3}}{2}

Esa es la regla fundamental.

Regla general en grados sexagesimales

Si un ángulo positivo α\alpha se escribe como:

α=360°n+θ,n∈Z,0°≤θ<360° \alpha=360°n+\theta,\qquad n\in\mathbb{Z},\quad 0°\le \theta<360°

entonces, para cualquier razón trigonométrica:

R.T(360°n+θ)=R.T(θ) \boxed{\mathrm{R.T}(360°n+\theta)=\mathrm{R.T}(\theta)}

El número nn representa la cantidad de vueltas completas que se pueden eliminar. El ángulo θ\theta es el residuo al dividir α\alpha entre 360°360°.

Ejemplo: Reduce cos⁡1090°\cos 1090°.

Dividimos:

1090°=3(360°)+10° 1090°=3(360°)+10°

Luego:

cos⁡1090°=cos⁡10° \cos 1090°=\cos 10°

No podemos dar un valor exacto simple para cos⁡10°\cos 10°, pero la reducción ya está hecha.

Regla general en radianes

En radianes, una vuelta completa es 2π2\pi. Por tanto:

R.T(2πn+θ)=R.T(θ) \mathrm{R.T}(2\pi n+\theta)=\mathrm{R.T}(\theta)

donde 0≤θ<2π0\le \theta<2\pi.

Ejemplo: Reduce cos⁡29π4\cos\frac{29\pi}{4}.

Como 2π=8π42\pi=\frac{8\pi}{4}, buscamos cuántas vueltas completas hay en 29π4\frac{29\pi}{4}:

29π4=24π4+5π4=3(2π)+5π4 \frac{29\pi}{4} = \frac{24\pi}{4}+\frac{5\pi}{4} = 3(2\pi)+\frac{5\pi}{4}

Entonces:

cos⁡29π4=cos⁡5π4 \cos\frac{29\pi}{4} = \cos\frac{5\pi}{4}

Ahora, 5π4\frac{5\pi}{4} está en el tercer cuadrante y es de la forma π+π4\pi+\frac{\pi}{4}:

cos⁡(π+π4)=−cos⁡π4=−22 \cos\left(\pi+\frac{\pi}{4}\right) = -\cos\frac{\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2}

¿Cómo se divide en la práctica?

Para ángulos en grados, basta dividir entre 360°360°:

α=360°n+θ \alpha=360°n+\theta

donde nn es el cociente entero y θ\theta el residuo.

Ejemplo: Reduce tan⁡1125°\tan 1125°.

Dividimos:

1125=3(360)+45 1125=3(360)+45

Luego:

tan⁡1125°=tan⁡45°=1 \tan 1125°=\tan 45°=1

Para ángulos en radianes de la forma aπb\frac{a\pi}{b}, compara el numerador aa con 2b2b, porque:

2π=2bπb 2\pi=\frac{2b\pi}{b}

Ejemplo: Reduce tan⁡33π4\tan\frac{33\pi}{4}.

Aquí a=33a=33, b=4b=4. Una vuelta es 8π4\frac{8\pi}{4}. Como 33=4⋅8+133=4\cdot8+1:

33π4=4(2π)+π4 \frac{33\pi}{4} = 4(2\pi)+\frac{\pi}{4}

Entonces:

tan⁡33π4=tan⁡π4=1 \tan\frac{33\pi}{4} = \tan\frac{\pi}{4} = 1

Cuando el residuo no es agudo

La regla R.T(360°n+θ)=R.T(θ)R.T(360°n+\theta)=R.T(\theta) nos deja con un ángulo θ\theta entre 0°0° y 360°360°. Pero ese residuo puede no ser agudo. En ese caso, todavía debemos aplicar las reglas del tema anterior para llevarlo al primer cuadrante.

Ejemplo: Calcula sen 1410°\mathrm{sen}\,1410°.

Dividimos:

1410=3(360)+330 1410=3(360)+330

Por tanto:

sen 1410°=sen 330° \mathrm{sen}\,1410°=\mathrm{sen}\,330°

Ahora 330°=360°−30°330°=360°-30°. El ángulo está en el cuarto cuadrante, donde el seno es negativo:

sen 330°=sen(360°−30°)=−sen 30°=−12 \mathrm{sen}\,330°=\mathrm{sen}(360°-30°)=-\mathrm{sen}\,30°=-\frac{1}{2}

Por eso decimos que este tema se encadena con el anterior: primero quitamos vueltas completas y luego aplicamos la reducción al primer cuadrante que ya conoces.


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3. Reglas de reducción de ángulos negativos

¿Qué significa un ángulo negativo?

Un ángulo positivo se genera rotando en sentido antihorario. Un ángulo negativo se genera rotando en sentido horario.

Por ejemplo, −30°-30° significa girar 30°30° en sentido horario. Su lado final coincide con el de 330°330°. Por tanto:

−30°y330° -30°\quad\text{y}\quad 330°

son ángulos coterminales.

Circunferencia unitaria con ángulos x y −x

Deducción de las reglas de signo

En la circunferencia unitaria, si xx es un ángulo agudo, su punto terminal es:

P=(cos⁡x; sen x) P=(\cos x;\ \mathrm{sen}\,x)

El ángulo −x-x se obtiene girando la misma magnitud en sentido contrario; su punto terminal es simétrico respecto al eje XX:

P′=(cos⁡x; −sen x) P'=(\cos x;\ -\mathrm{sen}\,x)

Es decir:

cos⁡(−x)=cos⁡x \cos(-x)=\cos x

sen(−x)=−sen x \mathrm{sen}(-x)=-\mathrm{sen}\,x

A partir de estas dos se obtienen todas las demás. Por ejemplo:

tan⁡(−x)=sen(−x)cos⁡(−x)=−sen xcos⁡x=−tan⁡x \tan(-x) = \frac{\mathrm{sen}(-x)}{\cos(-x)} = \frac{-\mathrm{sen}\,x}{\cos x} = -\tan x

Para las recíprocas:

csc⁡(−x)=1sen(−x)=−csc⁡x \csc(-x)=\frac{1}{\mathrm{sen}(-x)}=-\csc x

sec⁡(−x)=1cos⁡(−x)=sec⁡x \sec(-x)=\frac{1}{\cos(-x)}=\sec x

cot⁡(−x)=1tan⁡(−x)=−cot⁡x \cot(-x)=\frac{1}{\tan(-x)}=-\cot x

Regla práctica

sen(−x)=−sen xcsc⁡(−x)=−csc⁡xtan⁡(−x)=−tan⁡xcot⁡(−x)=−cot⁡xcos⁡(−x)=cos⁡xsec⁡(−x)=sec⁡x \boxed{ \begin{aligned} \mathrm{sen}(-x)&=-\mathrm{sen}\,x\\ \csc(-x)&=-\csc x\\ \tan(-x)&=-\tan x\\ \cot(-x)&=-\cot x \end{aligned} } \qquad \boxed{ \begin{aligned} \cos(-x)&=\cos x\\ \sec(-x)&=\sec x \end{aligned} }

Esto se resume así:

  • Solo el coseno y la secante son funciones pares: no cambian de signo.
  • El seno, cosecante, tangente y cotangente son funciones impares: cambian de signo.

Ejemplos numéricos:

sen(−30°)=−sen 30°=−12 \mathrm{sen}(-30°)=-\mathrm{sen}\,30°=-\frac{1}{2}

cos⁡(−45°)=cos⁡45°=22 \cos(-45°)=\cos 45°=\frac{\sqrt{2}}{2}

tan⁡(−60°)=−tan⁡60°=−3 \tan(-60°)=-\tan 60°=-\sqrt{3}

sec⁡(−30°)=sec⁡30°=233 \sec(-30°)=\sec 30°=\frac{2\sqrt{3}}{3}

Ángulos negativos y vueltas completas

La regla anterior también funciona cuando el ángulo negativo tiene magnitud mayor que una vuelta.

Ejemplo: Calcula sen(−750°)\mathrm{sen}(-750°).

Podemos aplicar la regla de ángulos negativos primero:

sen(−750°)=−sen 750° \mathrm{sen}(-750°)=-\mathrm{sen}\,750°

Luego reducimos 750°750°:

750°=720°+30° 750°=720°+30°

Entonces:

sen(−750°)=−sen 750°=−sen 30°=−12 \mathrm{sen}(-750°) = -\mathrm{sen}\,750° = -\mathrm{sen}\,30° = -\frac{1}{2}

También se puede escribir directamente:

−750°=−720°−30° -750°=-720°-30°

y como −720°-720° son dos vueltas completas negativas:

sen(−750°)=sen(−30°)=−12 \mathrm{sen}(-750°)=\mathrm{sen}(-30°)=-\frac{1}{2}

Ambos caminos son correctos.


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4. Procedimiento general para reducir cualquier ángulo al primer cuadrante

Con las dos reglas anteriores ya puedes enfrentar cualquier ángulo real. Conviene seguir un orden:

Paso 1: Si el ángulo es negativo, aplica la regla de ángulos negativos

Esto transforma el ángulo negativo en positivo y deja el signo fuera de la razón:

sen(−α)=−sen α \mathrm{sen}(-\alpha)=-\mathrm{sen}\,\alpha

cos⁡(−α)=cos⁡α \cos(-\alpha)=\cos\alpha

tan⁡(−α)=−tan⁡α \tan(-\alpha)=-\tan\alpha

y análogas para las recíprocas.

Paso 2: Si el ángulo positivo es mayor a una vuelta, elimina vueltas completas

Divide entre 360°360° en grados, o compara con 2π2\pi en radianes:

R.T(360°n+θ)=R.T(θ) \mathrm{R.T}(360°n+\theta)=\mathrm{R.T}(\theta)

R.T(2πn+θ)=R.T(θ) \mathrm{R.T}(2\pi n+\theta)=\mathrm{R.T}(\theta)

con 0°≤θ<360°0°\le\theta<360° o 0≤θ<2π0\le\theta<2\pi.

Paso 3: Si el residuo θ\theta no es agudo, reduce al primer cuadrante

Usa las reglas del tema anterior:

  • 180°±θ180°\pm\theta, 360°−θ360°-\theta: misma razón, con signo según cuadrante.
  • 90°±θ90°\pm\theta, 270°±θ270°\pm\theta: co-razón, con signo según cuadrante.

Paso 4: Reemplaza el valor del ángulo agudo

Finalmente, usa los valores notables de las razones trigonométricas de 30°30°, 45°45° y 60°60° si corresponde.

Ejemplo completo

Calcula:

E=cos⁡(−1410°) E=\cos(-1410°)

Paso 1: El ángulo es negativo. Como es coseno:

cos⁡(−1410°)=cos⁡1410° \cos(-1410°)=\cos 1410°

Paso 2: Reducimos 1410°1410°:

1410°=3(360°)+330° 1410°=3(360°)+330°

cos⁡1410°=cos⁡330° \cos 1410°=\cos 330°

Paso 3: 330°=360°−30°330°=360°-30°. Está en el cuarto cuadrante, donde el coseno es positivo:

cos⁡330°=cos⁡(360°−30°)=cos⁡30° \cos 330°=\cos(360°-30°)=\cos 30°

Paso 4:

cos⁡(−1410°)=cos⁡30°=32 \cos(-1410°)=\cos 30°=\frac{\sqrt{3}}{2}

Otro ejemplo:

Calcula:

E=tan⁡(−1125°) E=\tan(-1125°)

Paso 1: La tangente es impar:

tan⁡(−1125°)=−tan⁡1125° \tan(-1125°)=-\tan 1125°

Paso 2: Reducimos 1125°1125°:

1125°=3(360°)+45° 1125°=3(360°)+45°

−tan⁡1125°=−tan⁡45° -\tan 1125°=-\tan 45°

Paso 3 y 4:

tan⁡(−1125°)=−1 \tan(-1125°)=-1


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5. Simplificación de expresiones con ángulos de cualquier magnitud

En los exámenes es muy común que no solo pidan calcular un valor numérico, sino simplificar expresiones en las que aparecen letras y ángulos como 360°+x360°+x, 720°−x720°-x, −x-x, etc.

La técnica es la misma: reducir cada factor por separado.

Ejemplo de simplificación

Simplifica:

P=sen(−x)csc⁡(360°+x)−tan⁡2(180°−x)+cos⁡(−x)sec⁡(720°−x) P = \mathrm{sen}(-x)\csc(360°+x) - \tan^{2}(180°-x) + \cos(-x)\sec(720°-x)

Reducimos cada término:

  • sen(−x)=−sen x\mathrm{sen}(-x)=-\mathrm{sen}\,x
  • csc⁡(360°+x)=csc⁡x\csc(360°+x)=\csc x, porque se elimina una vuelta.
  • tan⁡(180°−x)=−tan⁡x\tan(180°-x)=-\tan x, porque 180°−x180°-x está en el segundo cuadrante y la tangente es negativa. Al elevar al cuadrado: tan⁡2(180°−x)=tan⁡2x\tan^{2}(180°-x)=\tan^{2}x.
  • cos⁡(−x)=cos⁡x\cos(-x)=\cos x
  • sec⁡(720°−x)=sec⁡(360°⋅2−x)=sec⁡(−x)=sec⁡x\sec(720°-x)=\sec(360°\cdot 2-x)=\sec(-x)=\sec x

Sustituyendo:

P=(−sen x)(csc⁡x)−tan⁡2x+(cos⁡x)(sec⁡x) P = (-\mathrm{sen}\,x)(\csc x) - \tan^{2}x + (\cos x)(\sec x)

Usamos identidades recíprocas:

sen x⋅csc⁡x=1 \mathrm{sen}\,x\cdot\csc x=1

cos⁡x⋅sec⁡x=1 \cos x\cdot\sec x=1

Entonces:

P=−1−tan⁡2x+1 P=-1-\tan^{2}x+1

P=−tan⁡2x P=-\tan^{2}x

Este tipo de simplificación muestra por qué conviene dominar las reglas: cada pieza se reduce rápidamente y la expresión se vuelve manejable.

Observación sobre 360°n−θ360°n-\theta

Un caso especial que suele generar errores es cuando aparece un ángulo de la forma 360°n−θ360°n-\theta, es decir, un ángulo que está cerca de una vuelta completa pero con signo negativo en θ\theta.

Ejemplo:

sen(720°−x) \mathrm{sen}(720°-x)

Primero eliminamos las vueltas completas:

720°−x=2(360°)−x 720°-x=2(360°)-x

Entonces:

sen(720°−x)=sen(−x)=−sen x \mathrm{sen}(720°-x)=\mathrm{sen}(-x)=-\mathrm{sen}\,x

No se debe escribir sen(720°−x)=sen x\mathrm{sen}(720°-x)=\mathrm{sen}\,x, porque 720°−x720°-x no es coterminal con xx, sino con −x-x.

En general:

sen(360°n−θ)=−sen θ \mathrm{sen}(360°n-\theta)=-\mathrm{sen}\,\theta

cos⁡(360°n−θ)=cos⁡θ \cos(360°n-\theta)=\cos\theta

tan⁡(360°n−θ)=−tan⁡θ \tan(360°n-\theta)=-\tan\theta

para n∈Zn\in\mathbb{Z}.


Cuidado

Errores frecuentes

1. Eliminar vueltas completas sin considerar el signo negativo

Error:

sen(720°−x)=sen x \mathrm{sen}(720°-x)=\mathrm{sen}\,x

Correcto:

sen(720°−x)=sen(−x)=−sen x \mathrm{sen}(720°-x)=\mathrm{sen}(-x)=-\mathrm{sen}\,x

Cuando el ángulo es 360°n−θ360°n-\theta, después de quitar las vueltas queda −θ-\theta, no θ\theta.

2. Creer que cos⁡(−x)=−cos⁡x\cos(-x)=-\cos x

El coseno es una función par:

cos⁡(−x)=cos⁡x \cos(-x)=\cos x

Solo cambian de signo el seno, la tangente y sus recíprocas.

3. Aplicar co-razón al reducir 360°360°

Las vueltas completas no cambian el nombre de la razón. No se debe transformar sen(360°+θ)\mathrm{sen}(360°+\theta) en cos⁡θ\cos\theta. Eso solo ocurre con 90°90° y 270°270°.

Error:

sen(360°+θ)=cos⁡θ \mathrm{sen}(360°+\theta)=\cos\theta

Correcto:

sen(360°+θ)=sen θ \mathrm{sen}(360°+\theta)=\mathrm{sen}\,\theta

4. No dividir correctamente en radianes

En radianes, una vuelta es 2π2\pi, no π\pi. Al reducir 29π4\frac{29\pi}{4}, se compara con 2π=8π42\pi=\frac{8\pi}{4}, no con 4π4\frac{4\pi}{4}.

Error común:

29π4=7π+π4 \frac{29\pi}{4} = 7\pi+\frac{\pi}{4}

Aunque matemáticamente es cierto, 7π7\pi no es un número entero de vueltas completas; por eso no se puede concluir directamente que la tangente sea tan⁡π4\tan\frac{\pi}{4}, porque π\pi sí cambia el cuadrante. Lo correcto es agrupar en 2π2\pi:

29π4=3(2π)+5π4 \frac{29\pi}{4} = 3(2\pi)+\frac{5\pi}{4}

5. Olvidar las recíprocas al aplicar signos

Las reglas de ángulos negativos también se aplican a las recíprocas:

csc⁡(−x)=−csc⁡x,sec⁡(−x)=sec⁡x,cot⁡(−x)=−cot⁡x \csc(-x)=-\csc x,\qquad \sec(-x)=\sec x,\qquad \cot(-x)=-\cot x

No se debe reducir solamente seno, coseno y tangente.


Aprende resolviendo

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1

Calcula:

E=sec⁡780°+tan⁡1125°−csc⁡750° E=\sec 780°+\tan 1125°-\csc 750°

Intenta resolverlo primero. Luego revisa la resolución paso a paso.

Ejemplo 2

Calcula:

P=sen(−45°)cos⁡315°+cos⁡(−30°)sen 690° P = \frac{\mathrm{sen}(-45°)}{\cos 315°} + \frac{\cos(-30°)}{\mathrm{sen}\,690°}

Intenta resolverlo primero. Luego revisa la resolución paso a paso.

Ejemplo 3

Simplifica:

Q=sen(−x)+cos⁡(270°−x)cos⁡(360°−x) Q = \frac{\mathrm{sen}(-x)+\cos(270°-x)}{\cos(360°-x)}

Intenta resolverlo primero. Luego revisa la resolución paso a paso.

Ejemplo 4

Calcula:

E=cos⁡(−20π3)⋅sec⁡(25π4)tan⁡(−29π6) E = \frac{ \cos\left(-\frac{20\pi}{3}\right) \cdot \sec\left(\frac{25\pi}{4}\right) }{ \tan\left(-\frac{29\pi}{6}\right) }

Intenta resolverlo primero. Luego revisa la resolución paso a paso.

Lo que viene

Hacia el siguiente tema

Ahora ya sabes reducir cualquier ángulo, positivo o negativo, por grande que sea, a un ángulo del primer cuadrante. En muchos problemas, después de reducir, aparecen expresiones con ángulos dobles o múltiplos, como sen 2x\mathrm{sen}\,2x, cos⁡2x\cos 2x o productos de senos y cosenos.

El siguiente tema, identidades trigonométricas de ángulos múltiples, te dará las herramientas para transformar sen 2x\mathrm{sen}\,2x y cos⁡2x\cos 2x en expresiones que dependan de sen x\mathrm{sen}\,x y cos⁡x\cos x. Así podrás simplificar y resolver expresiones más complejas que combinan reducción al primer cuadrante con identidades de ángulo doble.

Ir al siguiente tema: Identidades trigonométricas de ángulos múltiples I: seno y coseno del ángulo doble

¿Lo dominas?

Pon a prueba lo que aprendiste

20 preguntas de práctica tipo admisión y 3 preguntas reales de San Marcos, con clave y resolución explicada.

Practicar este tema
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El porqué del tema

¿Para qué estudiamos este tema?

En el tema anterior aprendiste a reducir razones trigonométricas de ángulos menores que una vuelta, como 180°−θ180°-\theta, 270°+θ270°+\theta o 360°−θ360°-\theta. Eso resuelve muchos casos, pero en la práctica y en los exámenes de admisión aparecen ángulos como 780°780°, 1125°1125°, 1410°1410°, −α-\alpha, 29π4\frac{29\pi}{4} o 20π3\frac{20\pi}{3}: ángulos que dan varias vueltas o que son negativos.

Este tema responde dos preguntas básicas:

  • ¿Qué hago con un ángulo mayor a una vuelta (360°360° o 2π2\pi rad)?
  • ¿Qué hago con un ángulo negativo?

La idea central es que todas las razones trigonométricas son periódicas: dar vueltas completas no cambia el lado final del ángulo, y por tanto no cambia sus razones trigonométricas. Además, los ángulos negativos se relacionan con los positivos mediante reglas de signo, porque un ángulo negativo representa una rotación en sentido contrario.

Dominar estas reglas te permitirá reducir cualquier ángulo, por grande o negativo que sea, a un ángulo del primer cuadrante. Con eso podrás calcular valores exactos, simplificar expresiones y resolver ecuaciones trigonométricas.

En los exámenes de la UNMSM este tema aparece combinado con el anterior: primero se quitan vueltas completas, luego se aplican signos de ángulos negativos y, finalmente, se reduce al primer cuadrante. Por ejemplo, en un examen reciente se evaluaron expresiones como sen(−α)\mathrm{sen}(-\alpha) y cos⁡(−β)\cos(-\beta) junto con ángulos coterminales.


Antes de empezar

Lo que necesitas saber antes

Antes de empezar conviene recordar tres ideas del tema anterior.

1. Razones trigonométricas de un ángulo en posición normal

Si un ángulo θ\theta en posición normal tiene su lado final pasando por un punto P(x;y)P(x;y), y r=x2+y2r=\sqrt{x^{2}+y^{2}}, entonces:

sen θ=yr,cos⁡θ=xr,tan⁡θ=yx \mathrm{sen}\,\theta=\frac{y}{r},\qquad \cos\theta=\frac{x}{r},\qquad \tan\theta=\frac{y}{x}

y sus recíprocas:

csc⁡θ=ry,sec⁡θ=rx,cot⁡θ=xy \csc\theta=\frac{r}{y},\qquad \sec\theta=\frac{r}{x},\qquad \cot\theta=\frac{x}{y}

En la circunferencia unitaria (r=1r=1), el punto PP tiene coordenadas (cos⁡θ;sen θ)(\cos\theta;\mathrm{sen}\,\theta).

2. Signos de las razones por cuadrantes

RazonesIIIIIIIVsen θ, csc⁡θ++−−cos⁡θ, sec⁡θ+−−+tan⁡θ, cot⁡θ+−+− \begin{array}{c|cccc} \text{Razones} & \text{I} & \text{II} & \text{III} & \text{IV} \\ \hline \mathrm{sen}\,\theta,\ \csc\theta & + & + & - & - \\ \cos\theta,\ \sec\theta & + & - & - & + \\ \tan\theta,\ \cot\theta & + & - & + & - \end{array}

3. Reglas de reducción para ángulos menores a una vuelta

Del tema anterior:

  • Para ángulos de la forma 180°±θ180°\pm\theta y 360°−θ360°-\theta, la razón trigonométrica no cambia de nombre:

R.T(180°±θ)=±R.T(θ),R.T(360°−θ)=±R.T(θ) \mathrm{R.T}(180°\pm\theta)=\pm \mathrm{R.T}(\theta),\qquad \mathrm{R.T}(360°-\theta)=\pm \mathrm{R.T}(\theta)

El signo se coloca según el cuadrante al que pertenece el ángulo original.

  • Para ángulos de la forma 90°±θ90°\pm\theta y 270°±θ270°\pm\theta, la razón cambia a su co-razón:

R.T(90°±θ)=±Co−R.T(θ),R.T(270°±θ)=±Co−R.T(θ) \mathrm{R.T}(90°\pm\theta)=\pm \mathrm{Co{-}R.T}(\theta),\qquad \mathrm{R.T}(270°\pm\theta)=\pm \mathrm{Co{-}R.T}(\theta)

Recuerda que las co-razones son:

sen↔cos⁡,tan⁡↔cot⁡,sec⁡↔csc⁡ \mathrm{sen}\leftrightarrow\cos,\qquad \tan\leftrightarrow\cot,\qquad \sec\leftrightarrow\csc

Estas reglas se usaban con θ\theta agudo. En este tema las extenderemos a ángulos de cualquier magnitud.


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1. Ángulos coterminales: la idea que permite eliminar vueltas completas

Antes de hablar de ángulos mayores a una vuelta, necesitamos entender qué son los ángulos coterminales.

Dos ángulos en posición normal son coterminales si tienen el mismo lado inicial y el mismo lado final. Por ejemplo, si tomamos el ángulo de 30°30° y le sumamos una vuelta completa, obtenemos 390°390°:

390°=360°+30° 390°=360°+30°

Al representar 30°30° y 390°390° en posición normal, su lado final es exactamente el mismo: el rayo que forma 30°30° con el eje positivo XX.

Ángulos coterminales θ y θ+360° en la circunferencia unitaria

Como el punto PP de la circunferencia unitaria asociado a ambos ángulos es el mismo, todas sus razones trigonométricas son iguales:

sen(θ+360°)=sen θ \mathrm{sen}(\theta+360°)=\mathrm{sen}\,\theta

cos⁡(θ+360°)=cos⁡θ \cos(\theta+360°)=\cos\theta

tan⁡(θ+360°)=tan⁡θ \tan(\theta+360°)=\tan\theta

Y lo mismo para sus recíprocas. En general, si dos ángulos difieren en un número entero de vueltas completas, sus razones trigonométricas son idénticas.

En la práctica, esto ya lo conocías: un ángulo de 390°390° cae en el primer cuadrante y tiene las mismas razones que 30°30°.


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2. Regla de reducción de ángulos mayores a una vuelta

Idea concreta

Imagina que debes calcular sen 780°\mathrm{sen}\,780°. No tiene sentido dibujar dos vueltas completas y luego 60°60°; simplemente observamos que:

780°=720°+60°=2(360°)+60° 780°=720°+60°=2(360°)+60°

Las dos vueltas completas (720°720°) no cambian el lado final. Por tanto:

sen 780°=sen 60°=32 \mathrm{sen}\,780°=\mathrm{sen}\,60°=\frac{\sqrt{3}}{2}

Esa es la regla fundamental.

Regla general en grados sexagesimales

Si un ángulo positivo α\alpha se escribe como:

α=360°n+θ,n∈Z,0°≤θ<360° \alpha=360°n+\theta,\qquad n\in\mathbb{Z},\quad 0°\le \theta<360°

entonces, para cualquier razón trigonométrica:

R.T(360°n+θ)=R.T(θ) \boxed{\mathrm{R.T}(360°n+\theta)=\mathrm{R.T}(\theta)}

El número nn representa la cantidad de vueltas completas que se pueden eliminar. El ángulo θ\theta es el residuo al dividir α\alpha entre 360°360°.

Ejemplo: Reduce cos⁡1090°\cos 1090°.

Dividimos:

1090°=3(360°)+10° 1090°=3(360°)+10°

Luego:

cos⁡1090°=cos⁡10° \cos 1090°=\cos 10°

No podemos dar un valor exacto simple para cos⁡10°\cos 10°, pero la reducción ya está hecha.

Regla general en radianes

En radianes, una vuelta completa es 2π2\pi. Por tanto:

R.T(2πn+θ)=R.T(θ) \mathrm{R.T}(2\pi n+\theta)=\mathrm{R.T}(\theta)

donde 0≤θ<2π0\le \theta<2\pi.

Ejemplo: Reduce cos⁡29π4\cos\frac{29\pi}{4}.

Como 2π=8π42\pi=\frac{8\pi}{4}, buscamos cuántas vueltas completas hay en 29π4\frac{29\pi}{4}:

29π4=24π4+5π4=3(2π)+5π4 \frac{29\pi}{4} = \frac{24\pi}{4}+\frac{5\pi}{4} = 3(2\pi)+\frac{5\pi}{4}

Entonces:

cos⁡29π4=cos⁡5π4 \cos\frac{29\pi}{4} = \cos\frac{5\pi}{4}

Ahora, 5π4\frac{5\pi}{4} está en el tercer cuadrante y es de la forma π+π4\pi+\frac{\pi}{4}:

cos⁡(π+π4)=−cos⁡π4=−22 \cos\left(\pi+\frac{\pi}{4}\right) = -\cos\frac{\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2}

¿Cómo se divide en la práctica?

Para ángulos en grados, basta dividir entre 360°360°:

α=360°n+θ \alpha=360°n+\theta

donde nn es el cociente entero y θ\theta el residuo.

Ejemplo: Reduce tan⁡1125°\tan 1125°.

Dividimos:

1125=3(360)+45 1125=3(360)+45

Luego:

tan⁡1125°=tan⁡45°=1 \tan 1125°=\tan 45°=1

Para ángulos en radianes de la forma aπb\frac{a\pi}{b}, compara el numerador aa con 2b2b, porque:

2π=2bπb 2\pi=\frac{2b\pi}{b}

Ejemplo: Reduce tan⁡33π4\tan\frac{33\pi}{4}.

Aquí a=33a=33, b=4b=4. Una vuelta es 8π4\frac{8\pi}{4}. Como 33=4⋅8+133=4\cdot8+1:

33π4=4(2π)+π4 \frac{33\pi}{4} = 4(2\pi)+\frac{\pi}{4}

Entonces:

tan⁡33π4=tan⁡π4=1 \tan\frac{33\pi}{4} = \tan\frac{\pi}{4} = 1

Cuando el residuo no es agudo

La regla R.T(360°n+θ)=R.T(θ)R.T(360°n+\theta)=R.T(\theta) nos deja con un ángulo θ\theta entre 0°0° y 360°360°. Pero ese residuo puede no ser agudo. En ese caso, todavía debemos aplicar las reglas del tema anterior para llevarlo al primer cuadrante.

Ejemplo: Calcula sen 1410°\mathrm{sen}\,1410°.

Dividimos:

1410=3(360)+330 1410=3(360)+330

Por tanto:

sen 1410°=sen 330° \mathrm{sen}\,1410°=\mathrm{sen}\,330°

Ahora 330°=360°−30°330°=360°-30°. El ángulo está en el cuarto cuadrante, donde el seno es negativo:

sen 330°=sen(360°−30°)=−sen 30°=−12 \mathrm{sen}\,330°=\mathrm{sen}(360°-30°)=-\mathrm{sen}\,30°=-\frac{1}{2}

Por eso decimos que este tema se encadena con el anterior: primero quitamos vueltas completas y luego aplicamos la reducción al primer cuadrante que ya conoces.


3

3. Reglas de reducción de ángulos negativos

¿Qué significa un ángulo negativo?

Un ángulo positivo se genera rotando en sentido antihorario. Un ángulo negativo se genera rotando en sentido horario.

Por ejemplo, −30°-30° significa girar 30°30° en sentido horario. Su lado final coincide con el de 330°330°. Por tanto:

−30°y330° -30°\quad\text{y}\quad 330°

son ángulos coterminales.

Circunferencia unitaria con ángulos x y −x

Deducción de las reglas de signo

En la circunferencia unitaria, si xx es un ángulo agudo, su punto terminal es:

P=(cos⁡x; sen x) P=(\cos x;\ \mathrm{sen}\,x)

El ángulo −x-x se obtiene girando la misma magnitud en sentido contrario; su punto terminal es simétrico respecto al eje XX:

P′=(cos⁡x; −sen x) P'=(\cos x;\ -\mathrm{sen}\,x)

Es decir:

cos⁡(−x)=cos⁡x \cos(-x)=\cos x

sen(−x)=−sen x \mathrm{sen}(-x)=-\mathrm{sen}\,x

A partir de estas dos se obtienen todas las demás. Por ejemplo:

tan⁡(−x)=sen(−x)cos⁡(−x)=−sen xcos⁡x=−tan⁡x \tan(-x) = \frac{\mathrm{sen}(-x)}{\cos(-x)} = \frac{-\mathrm{sen}\,x}{\cos x} = -\tan x

Para las recíprocas:

csc⁡(−x)=1sen(−x)=−csc⁡x \csc(-x)=\frac{1}{\mathrm{sen}(-x)}=-\csc x

sec⁡(−x)=1cos⁡(−x)=sec⁡x \sec(-x)=\frac{1}{\cos(-x)}=\sec x

cot⁡(−x)=1tan⁡(−x)=−cot⁡x \cot(-x)=\frac{1}{\tan(-x)}=-\cot x

Regla práctica

sen(−x)=−sen xcsc⁡(−x)=−csc⁡xtan⁡(−x)=−tan⁡xcot⁡(−x)=−cot⁡xcos⁡(−x)=cos⁡xsec⁡(−x)=sec⁡x \boxed{ \begin{aligned} \mathrm{sen}(-x)&=-\mathrm{sen}\,x\\ \csc(-x)&=-\csc x\\ \tan(-x)&=-\tan x\\ \cot(-x)&=-\cot x \end{aligned} } \qquad \boxed{ \begin{aligned} \cos(-x)&=\cos x\\ \sec(-x)&=\sec x \end{aligned} }

Esto se resume así:

  • Solo el coseno y la secante son funciones pares: no cambian de signo.
  • El seno, cosecante, tangente y cotangente son funciones impares: cambian de signo.

Ejemplos numéricos:

sen(−30°)=−sen 30°=−12 \mathrm{sen}(-30°)=-\mathrm{sen}\,30°=-\frac{1}{2}

cos⁡(−45°)=cos⁡45°=22 \cos(-45°)=\cos 45°=\frac{\sqrt{2}}{2}

tan⁡(−60°)=−tan⁡60°=−3 \tan(-60°)=-\tan 60°=-\sqrt{3}

sec⁡(−30°)=sec⁡30°=233 \sec(-30°)=\sec 30°=\frac{2\sqrt{3}}{3}

Ángulos negativos y vueltas completas

La regla anterior también funciona cuando el ángulo negativo tiene magnitud mayor que una vuelta.

Ejemplo: Calcula sen(−750°)\mathrm{sen}(-750°).

Podemos aplicar la regla de ángulos negativos primero:

sen(−750°)=−sen 750° \mathrm{sen}(-750°)=-\mathrm{sen}\,750°

Luego reducimos 750°750°:

750°=720°+30° 750°=720°+30°

Entonces:

sen(−750°)=−sen 750°=−sen 30°=−12 \mathrm{sen}(-750°) = -\mathrm{sen}\,750° = -\mathrm{sen}\,30° = -\frac{1}{2}

También se puede escribir directamente:

−750°=−720°−30° -750°=-720°-30°

y como −720°-720° son dos vueltas completas negativas:

sen(−750°)=sen(−30°)=−12 \mathrm{sen}(-750°)=\mathrm{sen}(-30°)=-\frac{1}{2}

Ambos caminos son correctos.


4

4. Procedimiento general para reducir cualquier ángulo al primer cuadrante

Con las dos reglas anteriores ya puedes enfrentar cualquier ángulo real. Conviene seguir un orden:

Paso 1: Si el ángulo es negativo, aplica la regla de ángulos negativos

Esto transforma el ángulo negativo en positivo y deja el signo fuera de la razón:

sen(−α)=−sen α \mathrm{sen}(-\alpha)=-\mathrm{sen}\,\alpha

cos⁡(−α)=cos⁡α \cos(-\alpha)=\cos\alpha

tan⁡(−α)=−tan⁡α \tan(-\alpha)=-\tan\alpha

y análogas para las recíprocas.

Paso 2: Si el ángulo positivo es mayor a una vuelta, elimina vueltas completas

Divide entre 360°360° en grados, o compara con 2π2\pi en radianes:

R.T(360°n+θ)=R.T(θ) \mathrm{R.T}(360°n+\theta)=\mathrm{R.T}(\theta)

R.T(2πn+θ)=R.T(θ) \mathrm{R.T}(2\pi n+\theta)=\mathrm{R.T}(\theta)

con 0°≤θ<360°0°\le\theta<360° o 0≤θ<2π0\le\theta<2\pi.

Paso 3: Si el residuo θ\theta no es agudo, reduce al primer cuadrante

Usa las reglas del tema anterior:

  • 180°±θ180°\pm\theta, 360°−θ360°-\theta: misma razón, con signo según cuadrante.
  • 90°±θ90°\pm\theta, 270°±θ270°\pm\theta: co-razón, con signo según cuadrante.

Paso 4: Reemplaza el valor del ángulo agudo

Finalmente, usa los valores notables de las razones trigonométricas de 30°30°, 45°45° y 60°60° si corresponde.

Ejemplo completo

Calcula:

E=cos⁡(−1410°) E=\cos(-1410°)

Paso 1: El ángulo es negativo. Como es coseno:

cos⁡(−1410°)=cos⁡1410° \cos(-1410°)=\cos 1410°

Paso 2: Reducimos 1410°1410°:

1410°=3(360°)+330° 1410°=3(360°)+330°

cos⁡1410°=cos⁡330° \cos 1410°=\cos 330°

Paso 3: 330°=360°−30°330°=360°-30°. Está en el cuarto cuadrante, donde el coseno es positivo:

cos⁡330°=cos⁡(360°−30°)=cos⁡30° \cos 330°=\cos(360°-30°)=\cos 30°

Paso 4:

cos⁡(−1410°)=cos⁡30°=32 \cos(-1410°)=\cos 30°=\frac{\sqrt{3}}{2}

Otro ejemplo:

Calcula:

E=tan⁡(−1125°) E=\tan(-1125°)

Paso 1: La tangente es impar:

tan⁡(−1125°)=−tan⁡1125° \tan(-1125°)=-\tan 1125°

Paso 2: Reducimos 1125°1125°:

1125°=3(360°)+45° 1125°=3(360°)+45°

−tan⁡1125°=−tan⁡45° -\tan 1125°=-\tan 45°

Paso 3 y 4:

tan⁡(−1125°)=−1 \tan(-1125°)=-1


5

5. Simplificación de expresiones con ángulos de cualquier magnitud

En los exámenes es muy común que no solo pidan calcular un valor numérico, sino simplificar expresiones en las que aparecen letras y ángulos como 360°+x360°+x, 720°−x720°-x, −x-x, etc.

La técnica es la misma: reducir cada factor por separado.

Ejemplo de simplificación

Simplifica:

P=sen(−x)csc⁡(360°+x)−tan⁡2(180°−x)+cos⁡(−x)sec⁡(720°−x) P = \mathrm{sen}(-x)\csc(360°+x) - \tan^{2}(180°-x) + \cos(-x)\sec(720°-x)

Reducimos cada término:

  • sen(−x)=−sen x\mathrm{sen}(-x)=-\mathrm{sen}\,x
  • csc⁡(360°+x)=csc⁡x\csc(360°+x)=\csc x, porque se elimina una vuelta.
  • tan⁡(180°−x)=−tan⁡x\tan(180°-x)=-\tan x, porque 180°−x180°-x está en el segundo cuadrante y la tangente es negativa. Al elevar al cuadrado: tan⁡2(180°−x)=tan⁡2x\tan^{2}(180°-x)=\tan^{2}x.
  • cos⁡(−x)=cos⁡x\cos(-x)=\cos x
  • sec⁡(720°−x)=sec⁡(360°⋅2−x)=sec⁡(−x)=sec⁡x\sec(720°-x)=\sec(360°\cdot 2-x)=\sec(-x)=\sec x

Sustituyendo:

P=(−sen x)(csc⁡x)−tan⁡2x+(cos⁡x)(sec⁡x) P = (-\mathrm{sen}\,x)(\csc x) - \tan^{2}x + (\cos x)(\sec x)

Usamos identidades recíprocas:

sen x⋅csc⁡x=1 \mathrm{sen}\,x\cdot\csc x=1

cos⁡x⋅sec⁡x=1 \cos x\cdot\sec x=1

Entonces:

P=−1−tan⁡2x+1 P=-1-\tan^{2}x+1

P=−tan⁡2x P=-\tan^{2}x

Este tipo de simplificación muestra por qué conviene dominar las reglas: cada pieza se reduce rápidamente y la expresión se vuelve manejable.

Observación sobre 360°n−θ360°n-\theta

Un caso especial que suele generar errores es cuando aparece un ángulo de la forma 360°n−θ360°n-\theta, es decir, un ángulo que está cerca de una vuelta completa pero con signo negativo en θ\theta.

Ejemplo:

sen(720°−x) \mathrm{sen}(720°-x)

Primero eliminamos las vueltas completas:

720°−x=2(360°)−x 720°-x=2(360°)-x

Entonces:

sen(720°−x)=sen(−x)=−sen x \mathrm{sen}(720°-x)=\mathrm{sen}(-x)=-\mathrm{sen}\,x

No se debe escribir sen(720°−x)=sen x\mathrm{sen}(720°-x)=\mathrm{sen}\,x, porque 720°−x720°-x no es coterminal con xx, sino con −x-x.

En general:

sen(360°n−θ)=−sen θ \mathrm{sen}(360°n-\theta)=-\mathrm{sen}\,\theta

cos⁡(360°n−θ)=cos⁡θ \cos(360°n-\theta)=\cos\theta

tan⁡(360°n−θ)=−tan⁡θ \tan(360°n-\theta)=-\tan\theta

para n∈Zn\in\mathbb{Z}.


Cuidado

Errores frecuentes

1. Eliminar vueltas completas sin considerar el signo negativo

Error:

sen(720°−x)=sen x \mathrm{sen}(720°-x)=\mathrm{sen}\,x

Correcto:

sen(720°−x)=sen(−x)=−sen x \mathrm{sen}(720°-x)=\mathrm{sen}(-x)=-\mathrm{sen}\,x

Cuando el ángulo es 360°n−θ360°n-\theta, después de quitar las vueltas queda −θ-\theta, no θ\theta.

2. Creer que cos⁡(−x)=−cos⁡x\cos(-x)=-\cos x

El coseno es una función par:

cos⁡(−x)=cos⁡x \cos(-x)=\cos x

Solo cambian de signo el seno, la tangente y sus recíprocas.

3. Aplicar co-razón al reducir 360°360°

Las vueltas completas no cambian el nombre de la razón. No se debe transformar sen(360°+θ)\mathrm{sen}(360°+\theta) en cos⁡θ\cos\theta. Eso solo ocurre con 90°90° y 270°270°.

Error:

sen(360°+θ)=cos⁡θ \mathrm{sen}(360°+\theta)=\cos\theta

Correcto:

sen(360°+θ)=sen θ \mathrm{sen}(360°+\theta)=\mathrm{sen}\,\theta

4. No dividir correctamente en radianes

En radianes, una vuelta es 2π2\pi, no π\pi. Al reducir 29π4\frac{29\pi}{4}, se compara con 2π=8π42\pi=\frac{8\pi}{4}, no con 4π4\frac{4\pi}{4}.

Error común:

29π4=7π+π4 \frac{29\pi}{4} = 7\pi+\frac{\pi}{4}

Aunque matemáticamente es cierto, 7π7\pi no es un número entero de vueltas completas; por eso no se puede concluir directamente que la tangente sea tan⁡π4\tan\frac{\pi}{4}, porque π\pi sí cambia el cuadrante. Lo correcto es agrupar en 2π2\pi:

29π4=3(2π)+5π4 \frac{29\pi}{4} = 3(2\pi)+\frac{5\pi}{4}

5. Olvidar las recíprocas al aplicar signos

Las reglas de ángulos negativos también se aplican a las recíprocas:

csc⁡(−x)=−csc⁡x,sec⁡(−x)=sec⁡x,cot⁡(−x)=−cot⁡x \csc(-x)=-\csc x,\qquad \sec(-x)=\sec x,\qquad \cot(-x)=-\cot x

No se debe reducir solamente seno, coseno y tangente.


Aprende resolviendo

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1

Calcula:

E=sec⁡780°+tan⁡1125°−csc⁡750° E=\sec 780°+\tan 1125°-\csc 750°

Intenta resolverlo primero. Luego revisa la resolución paso a paso.

Ejemplo 2

Calcula:

P=sen(−45°)cos⁡315°+cos⁡(−30°)sen 690° P = \frac{\mathrm{sen}(-45°)}{\cos 315°} + \frac{\cos(-30°)}{\mathrm{sen}\,690°}

Intenta resolverlo primero. Luego revisa la resolución paso a paso.

Ejemplo 3

Simplifica:

Q=sen(−x)+cos⁡(270°−x)cos⁡(360°−x) Q = \frac{\mathrm{sen}(-x)+\cos(270°-x)}{\cos(360°-x)}

Intenta resolverlo primero. Luego revisa la resolución paso a paso.

Ejemplo 4

Calcula:

E=cos⁡(−20π3)⋅sec⁡(25π4)tan⁡(−29π6) E = \frac{ \cos\left(-\frac{20\pi}{3}\right) \cdot \sec\left(\frac{25\pi}{4}\right) }{ \tan\left(-\frac{29\pi}{6}\right) }

Intenta resolverlo primero. Luego revisa la resolución paso a paso.

Lo que viene

Hacia el siguiente tema

Ahora ya sabes reducir cualquier ángulo, positivo o negativo, por grande que sea, a un ángulo del primer cuadrante. En muchos problemas, después de reducir, aparecen expresiones con ángulos dobles o múltiplos, como sen 2x\mathrm{sen}\,2x, cos⁡2x\cos 2x o productos de senos y cosenos.

El siguiente tema, identidades trigonométricas de ángulos múltiples, te dará las herramientas para transformar sen 2x\mathrm{sen}\,2x y cos⁡2x\cos 2x en expresiones que dependan de sen x\mathrm{sen}\,x y cos⁡x\cos x. Así podrás simplificar y resolver expresiones más complejas que combinan reducción al primer cuadrante con identidades de ángulo doble.

Ir al siguiente tema: Identidades trigonométricas de ángulos múltiples I: seno y coseno del ángulo doble

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