Trigonometría y precálculo · Seno y coseno

Seno y coseno

sin θ y cos θ son la altura y la posición horizontal del punto de ángulo θ en la circunferencia unidad. Representadas frente a θ forman dos ondas, y la onda coseno es la onda seno adelantada un cuarto de vuelta.

01

El seno y el coseno en esta visualización

Para un ángulo θ\theta medido en radianes desde el semieje x positivo, el punto de ese ángulo en la circunferencia unidad es P=(cos⁡θ,sin⁡θ)P = (\cos\theta, \sin\theta): el coseno es su posición horizontal y el seno, su altura. Un radián corresponde a una unidad de longitud en la circunferencia unidad, así que θ también es el arco recorrido desde (1, 0), y ambas funciones se repiten tras una vuelta, un periodo de 2π2\pi. Esta página sigue una vuelta, 0≤θ≤2π0 \le \theta \le 2\pi.

El cuarto de vuelta y la pendiente
cos⁡θ=sin⁡ ⁣(θ+π2),ddθsin⁡θ=cos⁡θ\cos\theta = \sin\!\left(\theta + \tfrac{\pi}{2}\right), \qquad \frac{d}{d\theta}\sin\theta = \cos\theta

Las tres partes comparten una unidad de longitud. La altura de P, trasladada horizontalmente, traza la onda seno con θ hacia la derecha; su posición horizontal, trasladada hacia abajo, traza la onda coseno colgante con θ hacia abajo. El arco amarillo de (1, 0) a P mide θ, y esa misma longitud amarilla aparece sobre ambos ejes θ: una vuelta se desenrolla en 2π ≈ 6.283 radios. Horizontal gira la gráfica colgante un cuarto de vuelta alrededor del centro. Esa rotación lleva cada punto de la gráfica colgante a altura cos θ en la posición θ y lleva P a Q, el punto adelantado un cuarto de vuelta. La altura de Q es la posición horizontal de P, así que la onda coseno está a la altura de la onda seno π/2\pi/2 más adelante: es la onda seno desplazada π/2\pi/2 a la izquierda.

Al girar a un radián por segundo, P tiene velocidad (−sin⁡θ,cos⁡θ)(-\sin\theta, \cos\theta), de longitud 1 y perpendicular al radio. Su componente vertical, cos θ, es la tasa a la que cambia la altura, que es la pendiente de la onda seno: 1 en θ=0, −1 en θ=π y 0 en máximos y mínimos. Girar deja una marca roja cada π/6 s. Las marcas de la circunferencia están igualmente espaciadas; sus proyecciones se agrupan arriba y abajo, donde la altura cambia lentamente.

02

En qué fijarse

  • Las marcas rojas registran tiempos iguales del giro. No son puntos de muestra y nada las vincula a la forma de la curva más allá del giro uniforme.
  • Colocar el coseno horizontalmente es un giro rígido de toda la gráfica: la curva no cambia, solo su posición. El seno se dibuja un cuarto de periodo más allá de 2π únicamente para mantener visible el punto de igual altura correspondiente a cada θ de la vuelta.
  • En los ángulos notables (múltiplos de π/6 y π/4), los valores son exactos, como sin⁡(π/3)=3/2\sin(\pi/3) = \sqrt3/2; en los demás son decimales indicados con ≈.
03

Controles

  • Arrastra P por la circunferencia o un punto de cualquiera de las ondas; cerca de un ángulo notable se ajusta a él. El ángulo puede escribirse en radianes (π/3 o un decimal como 1.0472, que se conserva como decimal) o en grados (60°), de 0 a 2π.
  • Modo presentación abre una vista a pantalla completa para proyectores: Espacio gira, ← → recorren los ángulos notables y H oculta todos los valores. Compartir copia un enlace a la vista actual, incluidas las marcas del último giro.
04

Conceptos relacionados