La calculadora da arcsin(1/2)=π/6. ¿Por qué hay más cruces del nivel? Una inversa devuelve un ángulo principal; una ecuación exige todos. Usamos transformaciones, inversas e identidades.
Elegir la rama inversa
Una inversa pregunta qué ángulo tiene un seno, coseno, tangente o cotangente dado. Restringimos el dominio original para que la respuesta sea única. Por ejemplo, arcsin a es el ángulo de [−π/2,π/2] cuyo seno vale a. Valores principales:
arcsina ∈ [ − π/2,π/2], arccosa ∈ [0,π] (∣a∣ ≤ 1).
arctana ∈ ( − π/2,π/2), arccota ∈ (0,π) ( − ∞ < a < ∞).
Aquí arccot usa (0,π), como el libro local; otra convención necesita conversión. Arccos(−1/2)=2π/3, arctan1=π/4, arccot0=π/2. Sin⁻¹ en la calculadora significa arcsin, no 1/sin.
Todas las soluciones en radianes
En estas fórmulas k es cualquier entero:
sinx = a: x = arcsina + 2πk o x = π − arcsina + 2πk.
cosx = a: x = ± arccosa + 2πk;
tanx = a: x = arctana + πk; cotx = a: x = arccota + πk.
La misma altura del círculo da x y π−x: dos familias para el seno. El coseno coincide en x y −x. Una vuelta añade 2π; tan/cot se repiten tras π. Para sin/cos, |a|>1 no tiene soluciones reales. En a=±1 algunas familias coinciden; no las cuentes dos veces. OpenStax
Un nivel, varios tiempos
sin(πt/3)=1/2
Para una señal hipotética de 6 horas:
sin(πt/3) = 1/2 ⟺ t = 1/2 + 6k o t = 5/2 + 6k.
En 0≤t<12 quedan 0,5;2,5;6,5;8,5 horas. Aplica el intervalo temporal después de hallar todas las soluciones.
Transformar sin perder ángulos
sin2x = sinx ⟺ sinx(2cosx − 1) = 0.
Así x=πk o x=±π/3+2πk. Dividir entre sinx pierde la primera familia. Para sin²x−3sinx+2=0, la sustitución tiene recorrido restringido:
(u)^(2) − 3u + 2 = 0, u = sinx ∈ [ − 1,1] ⇒ u = 1 ⇒ x = π/2 + 2πk.
Se excluye u=2. Conserva denominadores originales y recorridos; comprueba con la señal original, no solo con el polinomio transformado.