Question

. Una antena de radio está sobre la azotea de un edificio. Desde un punto a 12 m de distancia de la base del edificio, los ángulos de elevación a la punta de la antena y a la parte superior del edificio son 53° y 37° Calcular la respectivamente. altura de la antena​

Answer 1

La altura de la antena es de 7 metros      

Siendo correcta la opción a

Se trata de un problema de razones trigonométricas en triángulos rectángulos

Las razones trigonométricas de un ángulo α son las razones obtenidas entre los tres lados de un triángulo rectángulo

Donde el triángulo dado de 37-53 resulta ser lo que se denomina un triángulo notable

Dado que desde cierta distancia se observa la base de una antena con un ángulo de elevación de 37° y el extremo o parte superior de dicha antena con un ángulo de elevación de 53°:

Representamos la situación en dos triángulos rectángulos:

El ABC: en donde el lado AC representa la línea visual a la azotea del edificio en donde se ubica la base de la antena, la cual se observa con un ángulo de elevación de 37°, el lado BC equivale a la altura del edificio desde su base hasta su azotea en donde se ubica la base de la antena, siendo el cateto opuesto al ángulo dado de este triángulo, - de la que no conocemos su magnitud a la cual llamaremos distancia “x”-, teniendo finalmente el lado AB el cual es la distancia desde determinado punto hasta la base del edificio en donde se halla la antena en su cima, siendo este cateto el adyacente al ángulo

El ABD: en donde el lado AD representa la línea visual hasta el extremo superior de la antena colocada en la azotea del edificio, la cual es vista con un ángulo de elevación de 53°, el lado BD es la altura del edificio desde su base hasta la parte superior de la antena que tiene en su azotea, siendo este cateto el opuesto al ángulo de elevación conocido de este triángulo, - donde no conocemos esta longitud a la cual llamaremos distancia “y”-, teniendo por último, el lado AB -siendo este cateto el adyacente al ángulo dado- el cual es la distancia desde cierto punto al edificio - coincidiendo con el cateto adyacente del primer triángulo-

Donde se pide determinar

La altura "h" de la antena

Por tanto si hallamos la altura del edificio hasta la azotea donde se ubica la base de la antena - distancia “x”- y la altura del edificio hasta el extremo superior de la antena - distancia “y”- en donde ambas longitudes son los catetos opuestos a los respectivos ángulos de elevación de los dos triángulos rectángulos:

Luego la altura de la antena- la cual es nuestra incógnita- se reduce a una resta de distancias entre la longitud de “y” y la longitud de “x”

Dado que la tangente de un ángulo se define como la razón entre el cateto opuesto y el cateto adyacente:

Se empleará la razón trigonométrica tangente en cada uno de los dos triángulos rectángulos para determinar las distancias "x" e "y"

Razones trigonométricas con ángulos notables

En ABC

Hallamos la distancia x - altura hasta la azotea del edificio- que coincide con la altura de la base de la antena

Relacionamos los datos con la tangente del ángulo α  $\bold{\alpha = 37^o }$

$\boxed{\bold { tan(37^o) = \frac{ cateto\ opuesto }{ cateto\ adyacente } } }$

$\boxed{\bold { tan(37^o) = \frac{ distancia \ x }{ distancia\ al \ edificio } } }$

$\boxed{\bold { distancia \ x = distancia\ al \ edificio \ . \ tan(37^o) } }$

Como tenemos un ángulo notable

$\large \textsf{El valor exacto de tan de 37 grados es } \bold {\frac{ 3 } {4 } }$

$\boxed{\bold { distancia \ x = 12 \ m \ . \ \frac{3}{4} } }$

$\boxed{\bold { distancia \ x = \frac{36}{4} \ m } }$

$\large\boxed{\bold { distancia \ x = 9 \ metros } }$

Luego la altura hasta la azotea del edificio -la cual coincide con la base de la antena- es de 9 metros

En ABD

Hallamos la distancia y -altura hasta el extremo superior de la antena-

Relacionamos los datos con la tangente del ángulo β $\bold{\beta = 53^o }$

$\boxed{\bold { tan(53^o) = \frac{ cateto\ opuesto }{ cateto\ adyacente } } }$

$\boxed{\bold { tan(53^o) = \frac{ distancia \ y }{ distancia\ al \ edificio } } }$

$\boxed{\bold { distancia \ y = distancia\ al \ edificio \ . \ tan(53^o) } }$

Como tenemos un ángulo notable

$\large \textsf{El valor exacto de tan de 53 grados es } \bold {\frac{ 4 } {3 } }$

$\boxed{\bold { distancia \ y = 12 \ m \ . \ \frac{4}{3} } }$

$\boxed{\bold { distancia \ y = \frac{48}{3} \ m } }$

$\large\boxed{\bold { distancia \ y = 16 \ metros } }$

Por tanto la altura hasta el extremo superior de la antena es de 16 metros

Hallamos la altura h de la antena

$\boxed{\bold { Altura \ de \ la \ Antena\ (h) = distancia \ y -\ distancia \ x } }$

$\boxed{\bold { Altura \ de \ la \ Antena\ (h)= 16 \ m -\ 9 \ m } }$

$\large\boxed{\bold {Altura \ de \ la \ Antena\ (h) = 7 \ metros } }$

La altura de la antena es de 7 metros

Se agrega gráfico para mejor comprensión del ejercicio planteado