Problema 432. (Propuesto por Alejandro Cipriano Coronel, estudiante universitario de ingeniería de
En un triángulo ABC se traza la mediana AM relativa a BC (M en BC), además la medida de los ángulos
y
. Hallar X.
Resolución: (Vicente Vicario García, Huelva)
Supondremos para mayor comodidad y sin pérdida de generalidad que
. De forma trivial obtenemos también las relaciones angulares siguientes:
,
,
.
Aplicando el teorema de los senos al triángulo ABM tenemos
Aplicando el teorema de los senos al triángulo AMC tenemos
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Igualando ahora las dos expresiones obtenidas para AM entonces
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Tenemos que resolver la ecuación trigonométrica anterior. Una de sus soluciones es la trivial
. Además, para sus posibles soluciones reales positivas es evidente que tenemos la acotación trivial ![]()
(rad) que se obtiene al aplicar la relación angular clásica al triángulo ABC.
Demostraremos que la única solución admisible para nuestro problema (que cumple la restricción anterior) es la que corresponde a
rad =15º.
Para la demostración, efectuaremos algunos cálculos trigonométricos. Comenzaremos por determinar el valor exacto de
y
utilizando las expresiones trigonométricas para suma y diferencia de ángulos.
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Por otra parte ya es sencillo determinar
y
ya que


Entonces es fácil determinar
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Finalmente, basta observar que
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Un razonamiento rutinario sobre continuidad y derivabilidad de la función
, demuestra que existe un único cero real positivo de esta función en el intervalo
. Así pues, hemos demostrado que
es la única solución admisible de la ecuación trigonométrica
compatible con nuestro problema geométrico.