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Trigonometry · real student question

Calcula arccos(√2/2) sin calculadora y da la respuesta como un múltiplo de π. Indica si el signo es + o -.

Question

Calcula sin calculadora:

cos⁡−1 ⁣(22)\cos^{-1}\!\left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right)

Da la respuesta como un múltiplo de π\pi e indica si el signo es ++ o −-.

Step-by-step solution

  1. Replantea la pregunta como una ecuación. Hallar cos⁡−1 ⁣(22)\cos^{-1}\!\bigl(\tfrac{\sqrt2}{2}\bigr) significa hallar el ángulo θ\theta tal que

    cos⁡θ=22,0≤θ≤π\cos\theta = \frac{\sqrt{2}}{2}, \qquad 0 \le \theta \le \pi

    Esa restricción del recorrido es lo que convierte al arcocoseno en una función genuina, con una única salida.

  2. Reconoce el valor notable. 22\tfrac{\sqrt2}{2} es el mismo número que 12≈0.7071\tfrac{1}{\sqrt2} \approx 0.7071, y es el coseno de 45∘45^{\circ}: sale del triángulo rectángulo isósceles de catetos 11 y 11 e hipotenusa 2\sqrt2, donde el cateto adyacente sobre la hipotenusa es 1/21/\sqrt2. No hace falta calculadora.

  3. Convierte 45∘45^{\circ} a radianes. Multiplica por π/180\pi/180:

    45∘×π180=π445^{\circ} \times \frac{\pi}{180} = \frac{\pi}{4}

  4. Decide el signo. La salida debe quedar en [0,π][0,\pi], y la entrada 22\tfrac{\sqrt2}{2} es positiva, así que el ángulo está en el primer cuadrante. Por lo tanto, la respuesta es +π4+\tfrac{\pi}{4}. Observa que −π4-\tfrac{\pi}{4} también cumple cos⁡θ=22\cos\theta = \tfrac{\sqrt2}{2}, pero cae fuera del recorrido principal, así que el arcocoseno nunca lo devuelve.

  5. Verifica. cos⁡π4=22\cos\tfrac{\pi}{4} = \tfrac{\sqrt2}{2} ✓, y π4≈0.7854\tfrac{\pi}{4} \approx 0.7854 está dentro de [0,π][0,\pi] ✓. Si la entrada hubiera sido −22-\tfrac{\sqrt2}{2}, la respuesta sería en cambio 3π4\tfrac{3\pi}{4}, igualmente positiva: el arcocoseno nunca es negativo.

Answer

cos⁡−1 ⁣(22)=+π4\cos^{-1}\!\left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right) = +\frac{\pi}{4}

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