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Relaciones trigonométricas: ángulo doble, ángulo mitad, suma y diferencia de ángulos
Calcular las razones trigonométricas del ángulo de $15$ grados a partir de las razones de los ángulos de $45$ grados y $30$ grados.
Primero de todo, observamos que $15=45-30$. Por lo tanto, sabiendo las razones de $45$ grados y $30$ grados, a partir de las relaciones del ángulo diferencia, podremos obtener fácilmente las del ángulo $15$. Calculemos pues: $$\sin(45^\circ)=\dfrac{\sqrt{2}}{2} \ \ \ \ \sin(30^\circ)=\dfrac{1}{2}$$ $$\cos(45^\circ)=\dfrac{\sqrt{2}}{2} \ \ \ \ \cos(30^\circ)=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$$ $$\tan(45^\circ)=1 \ \ \ \ \tan(30^\circ)=\dfrac{\sqrt{3}}{3}$$
A partir de las siguientes fórmulas tenemos:
$$\sin(15^\circ)=\sin(45^\circ-30^\circ)=\sin(45^\circ)\cdot \cos(30^\circ)-\cos(45^\circ)\cdot \sin(30^\circ)=$$ $$=\dfrac{\sqrt{2}}{2}\cdot\dfrac{\sqrt{3}}{2}-\dfrac{\sqrt{2}}{2}\cdot\dfrac{1}{2}=\dfrac{\sqrt{2}\cdot\sqrt{3}}{4}-\dfrac{\sqrt{2}}{4}=\dfrac{\sqrt{2}}{4}(\sqrt{3}-1) \\ $$
$$\cos(15^\circ)=\cos(45^\circ-30^\circ)=\cos(45^\circ)\cdot \cos(30^\circ)+\sin(45^\circ)\cdot \sin(30^\circ)=$$ $$=\dfrac{\sqrt{2}}{2}\cdot\dfrac{\sqrt{3}}{2}+\dfrac{\sqrt{2}}{2}\cdot\dfrac{1}{2}=\dfrac{\sqrt{2}\cdot\sqrt{3}}{4}+\dfrac{\sqrt{2}}{4}=\dfrac{\sqrt{2}}{4}(\sqrt{3}+1) \\ $$
$$\tan(15^\circ)=\tan(45^\circ-30^\circ)=\dfrac{\tan(45^\circ)-\tan(30^\circ)}{1+\tan(45^\circ)\cdot \tan(30^\circ)}=$$ $$\dfrac{1-\dfrac{\sqrt{3}}{3}}{1+\dfrac{\sqrt{3}}{3}}=\dfrac{\dfrac{3-\sqrt{3}}{3}}{\dfrac{3+\sqrt{3}}{3}}=\dfrac{3-\sqrt{3}}{3+\sqrt{3}}= \dfrac{3-\sqrt{3}}{3+\sqrt{3}}\cdot \dfrac{3-\sqrt{3}}{3-\sqrt{3}}=\dfrac{9+3-6\sqrt{3}}{9-3}=$$ $$=\dfrac{12-6\sqrt{3}}{6}=2-\sqrt{3}$$
$$\sin(15^\circ)=\dfrac{\sqrt{2}}{4}(\sqrt{3}-1)$$
$$\cos(15^\circ)=\dfrac{\sqrt{2}}{4}(\sqrt{3}+1)$$
$$\tan(15^\circ)=2-\sqrt{3}$$