Difícil
Circunferencia trigonométrica
UNI · 2025

Ejercicio de Trigonometría — UNI

En la figura se presenta una circunferencia trigonométrica (de radio 1). Se traza un ángulo θ\theta desde el origen OO, y se marcan sobre las rectas tangentes verticales y horizontales de la circunferencia los segmentos que representan la tangente (AT=tan⁡θAT=\tan\theta, medida en la recta tangente vertical en el punto AA) y la cotangente (NB′=cot⁡θNB'=\cot\theta, medida en la recta tangente horizontal en el punto B′B'). Con estos elementos se forma una región triangular sombreada limitada por los puntos NN, RR (sobre el radio) y TT (extremo del segmento de tangente). Calcule el área (en u²) de dicha región triangular sombreada.

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(Pista: la región triangular sombreada se puede obtener restando el área de un triángulo pequeño (NB′RNB'R) al área de un triángulo más grande (NB′TNB'T), ambos triángulos rectángulos con un cateto igual a la cotangente.)

1. Se identifican dos triángulos rectángulos que comparten el cateto horizontal NB′=cot⁡θNB'=\cot\theta: el triángulo mayor NB′TNB'T, cuya altura es B′T=1+tan⁡θB'T = 1+\tan\theta (la suma del radio y la tangente), y el triángulo menor NB′RNB'R, cuya altura es B′R=1B'R=1 (el radio).

2. Se calcula el área del triángulo mayor: SNB′T=cot⁡θ (1+tan⁡θ)2S_{NB'T} = \frac{\cot\theta\,(1+\tan\theta)}{2}

3. Se calcula el área del triángulo menor: SNB′R=cot⁡θ (1)2S_{NB'R} = \frac{\cot\theta\,(1)}{2}

4. El área de la región sombreada NRTNRT es la diferencia entre ambas: SNRT=SNB′T−SNB′R=cot⁡θ(1+tan⁡θ)2−cot⁡θ2=cot⁡θ+cot⁡θtan⁡θ2−cot⁡θ2S_{NRT} = S_{NB'T}-S_{NB'R} = \frac{\cot\theta(1+\tan\theta)}{2}-\frac{\cot\theta}{2} = \frac{\cot\theta+\cot\theta\tan\theta}{2}-\frac{\cot\theta}{2}

5. Como cot⁡θtan⁡θ=1\cot\theta\tan\theta=1, la expresión se simplifica a: SNRT=cot⁡θ+12−cot⁡θ2=12S_{NRT} = \frac{\cot\theta+1}{2}-\frac{\cot\theta}{2} = \frac{1}{2}

Respuesta: 1/2