Ejercicios Resueltos del Teorema del Seno y del Coseno Matemáticas 1 Bachillerato

Ejercicios del teorema del seno y del teorema del coseno resueltos para 1º de Bachillerato: resolución de triángulos cualesquiera (no rectángulos), el caso ambiguo y problemas de distancias, alturas y áreas. En cada ejercicio se explica primero qué teorema hay que usar y por qué. Notación: los lados a, b, c son opuestos a los ángulos A, B, C.

Ejercicios del teorema del seno y del coseno con soluciones

1. Resolución de triángulos

Teorema del seno: a/sen A = b/sen B = c/sen C. Teorema del coseno: c² = a² + b² − 2ab·cos C.

1Resuelve el triángulo con A = 40°, B = 60° y c = 10 cm.

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Se conocen dos ángulos y un lado → teorema del seno.
C = 180° − 40° − 60° = 80°.
a = c·sen A/sen C = 10·sen 40°/sen 80° ≈ 6,53 cm.
b = 10·sen 60°/sen 80° ≈ 8,79 cm.

2Resuelve el triángulo con a = 7, b = 5 y C = 60°.

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Dos lados y el ángulo comprendido → teorema del coseno para el tercer lado.
c² = 49 + 25 − 2·7·5·cos 60° = 74 − 35 = 39 → c = √39 ≈ 6,24.
cos A = (b² + c² − a²)/(2bc) = (25 + 39 − 49)/(2·5·√39) → A ≈ 76,1°.
B = 180° − 60° − 76,1° ≈ 43,9°.

3Resuelve el triángulo de lados a = 5, b = 6 y c = 7.

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Tres lados → teorema del coseno despejando los cosenos.
cos A = (36 + 49 − 25)/(2·6·7) = 60/84 → A ≈ 44,42°.
cos B = (25 + 49 − 36)/(2·5·7) = 38/70 → B ≈ 57,12°.
C = 180° − 44,42° − 57,12° ≈ 78,46°. (El ángulo mayor está frente al lado mayor, como debe ser.)


4Resuelve el triángulo con a = 8, b = 10 y A = 40°. ¿Cuántas soluciones hay?

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Dos lados y un ángulo no comprendido → teorema del seno, y puede haber dos soluciones (caso ambiguo).
sen B = 10·sen 40°/8 ≈ 0,8035 → B ≈ 53,46° o B ≈ 180° − 53,46° = 126,54°.
Solución 1: B ≈ 53,46°, C ≈ 86,54°, c = 8·sen C/sen 40° ≈ 12,42.
Solución 2: B ≈ 126,54°, C ≈ 13,46°, c ≈ 2,90.
Las dos son válidas porque en ambas los ángulos suman 180°. Hay dos triángulos.

5¿Existe algún triángulo con a = 3, b = 8 y A = 50°?

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Por el teorema del seno: sen B = 8·sen 50°/3 ≈ 2,04.
Un seno nunca puede ser mayor que 1, así que no existe ningún triángulo con esos datos: el lado a es demasiado corto para cerrar el triángulo.

2. Problemas

6Dos observadores, separados 100 m, ven un globo situado entre ellos, en el mismo plano vertical, con ángulos de elevación de 50° y 65°. ¿A qué distancia está el globo del primer observador y a qué altura vuela?

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Triángulo con base 100 m y ángulos 50° y 65° en los extremos; el ángulo del globo es 180° − 50° − 65° = 65°.
Distancia al primer observador (lado opuesto a 65°): 100·sen 65°/sen 65° = 100 m (el triángulo es isósceles).
Altura: 100·sen 50° ≈ 76,6 m.

7Calcula el área de un triángulo con dos lados de 8 y 6 cm que forman un ángulo de 30°.

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Fórmula del área con el seno: S = ½·a·b·sen C = ½·8·6·sen 30° = ½·48·0,5 = 12 cm².

8Los lados de un paralelogramo miden 5 y 8 cm y forman un ángulo de 60°. Calcula sus diagonales.

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Cada diagonal es el tercer lado de un triángulo con lados 5 y 8: teorema del coseno.
Diagonal menor (ángulo 60°): d² = 25 + 64 − 2·5·8·cos 60° = 89 − 40 = 49 → 7 cm.
Diagonal mayor (ángulo 120°, el suplementario): d² = 89 + 40 = 129 → ≈ 11,36 cm.

9Para medir la distancia entre dos puntos A y B separados por un lago, se toma un punto C desde el que CA = 120 m, CB = 90 m y el ángulo ACB = 70°. ¿Cuánto mide AB?

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Dos lados y el ángulo comprendido → teorema del coseno:
AB² = 120² + 90² − 2·120·90·cos 70° = 14.400 + 8.100 − 21.600·0,342 ≈ 15.112 → AB ≈ 122,9 m.

10Calcula el radio de la circunferencia circunscrita a un triángulo con a = 10 cm y A = 30°.

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El teorema del seno completo dice que cada cociente es igual al diámetro de la circunferencia circunscrita: a/sen A = 2R.
2R = 10/sen 30° = 10/0,5 = 20 → R = 10 cm.

Cuándo usar el teorema del seno o el del coseno

Depende de los datos:

  • Dos ángulos y un lado → teorema del seno (el tercer ángulo sale de la suma de 180°).
  • Dos lados y el ángulo comprendido → teorema del coseno.
  • Tres lados → teorema del coseno, despejando los cosenos.
  • Dos lados y un ángulo no comprendido → teorema del seno, con cuidado: puede haber 0, 1 o 2 soluciones (caso ambiguo).
  • En triángulos rectángulos basta con las razones trigonométricas y Pitágoras: el teorema del coseno con 90° es el de Pitágoras.
El error más habitual. Olvidar la segunda solución en el caso ambiguo. Como sen α = sen (180° − α), la calculadora solo da el ángulo agudo; hay que comprobar si el obtuso también cabe en el triángulo.

Fórmulas de resolución de triángulos

Las que se usan en esta página.

Teoremas y fórmulas

FórmulaExpresiónUso
Teorema del senoa/sen A = b/sen B = c/sen Cdos ángulos y un lado; caso ambiguo
Teorema del cosenoc² = a² + b² − 2ab·cos Cdos lados y el ángulo entre ellos; tres lados
Coseno despejadocos C = (a² + b² − c²)/(2ab)hallar ángulos con tres lados
ÁreaS = ½·a·b·sen Cdos lados y el ángulo entre ellos
Suma de ángulosA + B + C = 180°siempre

Dudas sobre los teoremas del seno y del coseno

¿Qué dice el teorema del coseno?

Que en cualquier triángulo, el cuadrado de un lado es la suma de los cuadrados de los otros dos menos el doble de su producto por el coseno del ángulo que forman. Es una generalización del teorema de Pitágoras: si el ángulo es de 90°, el coseno vale 0 y queda c² = a² + b².

¿Por qué hay casos con dos triángulos?

Porque con dos lados y un ángulo que no está entre ellos, el tercer lado puede «cerrar» el triángulo en dos posiciones distintas. Si el seno calculado es mayor que 1, no hay ningún triángulo; si es 1, hay uno rectángulo; si es menor que 1, puede haber dos.

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  • Material: propio de Solucionario.es, 26 páginas
  • Contenido: 48 ejercicios resueltos y la teoría de los 15 temas del curso
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