TRIGONOMETRIA FUNÇÕES TRIGONOMÉTRICAS Seno de um arco med(CÔP) = med (AÔP) = med (AP) = a Aplicando a definição de seno de um ângulo agudo: sen a = De modo geral, para m e n reais pertencentes ao intervalo [–1, 1]: Para todo arco AP do ciclo trigonométrico, com P(m, n), med(AP) = a rad, a ℝ e 0 a 2, temos sen a = n. O seno do ângulo a é a ordenada de P no eixo O eixo . , das ordenadas, é também chamado eixo dos senos. Simetria no estudo do seno Para determinar o seno dos arcos dos demais quadrantes, devemos considerar a simetria do ponto P, com P QI, e de seus simétricos em relação ao eixo das abscissas, à origem O e ao eixo das ordenadas. Simetria no estudo do seno Exemplo Nas figuras a seguir, observe o seno de alguns arcos do 1º quadrante e o seno de seus simétricos em relação aos eixos ou à origem O. ∎ ∎ Simetria no estudo do seno Exemplo ∎ ∎ Simetria no estudo do seno Exemplo ∎ ∎ Simetria no estudo do seno Exemplo Observação Os valores do seno dos arcos 0, notáveis. , , , , , e 2 são chamados de valores Redução ao 1o quadrante Para a, em radiano, no 1o quadrante: Redução ao 1o quadrante Exemplo Vamos determinar o seno de relação aos eixos e à origem O. e o seno de seus simétricos em Variação do seno Observação No ciclo trigonométrico, para todo a ℝ, com 0 a 2, temos: –1 sen a 1 Exemplo Determinar os valores reais de k para que se tenha sen x – 6 = 3k. Resolução: sen x = 3k – 6 → como – 1 ≤ sen x ≤ 1, então – 1 ≤ 3k – 6 ≤ 1 → → – 1 + 6 ≤ 3k ≤ 1 + 6 → 5 ≤ 3k ≤ 7 → 5/3 ≤ m ≤ 7/3 Exemplo 1. Colocar em ordem crescente os valores de: Resolução O arco de localiza-se no 1o quadrante: Logo: Sabemos que: e (valores extremos para o seno) Como ;, então: Cosseno de um arco Aplicando a definição de cosseno de um ângulo agudo: Cosseno de um arco De modo geral, para m e n reais pertencentes ao intervalo [–1, 1]: Para todo arco AP do ciclo trigonométrico, com P(m, n), med(AP) = a, a ℝ e 0 a 2, temos cos a = m. O cosseno do ângulo a é a abscissa de P no eixo O eixo , das abscissas, é também chamado eixo dos cossenos. . Simetria no estudo do cosseno Para determinar o cosseno dos arcos dos demais quadrantes, devemos considerar a simetria do ponto P, com P QI, e de seus simétricos em relação ao eixo das abscissas, à origem O e ao eixo das ordenadas. Simetria no estudo do cosseno Exemplo Observe, nas figuras a seguir, o cosseno de alguns arcos do 1o quadrante e o cosseno de seus simétricos em relação aos eixos ou à origem O. cos = cos cos = sen = =– Simetria no estudo do cosseno Exemplo ∎ ∎ ∎ ∎ Simetria no estudo do cosseno Exemplo Observação Os valores do cosseno dos arcos 0, valores notáveis. e 2 são chamados de Redução ao 1o quadrante Para a, em radiano, no 1o quadrante: cos ( – a) = –cos a cos ( + a) = –cos a cos (2 – a) = cos a Redução ao 1o quadrante Exemplo Vamos calcular o cosseno de 11 e o cosseno de seus simétricos em 6 relação aos eixos e à origem O. Variação do cosseno Observação No ciclo trigonométrico, para todo a ∈ ℝ, 0 ≤ a ≤ 2, temos: –1 ≤ cos a ≤ 1 Exemplo Determinar os valores reais de m para que se tenha cos x – 2m = 4. Resolução: cos x = 4 + 2m → como – 1 ≤ cos x ≤ 1, então – 1 ≤ 4 + 2m ≤ 1 → → – 1 – 4 ≤ 2m ≤ 1 – 4 → – 5 ≤ 2m ≤ – 3 → – 5/2 ≤ m ≤ – 3/2 Função seno Considerando a projeção ortogonal de P no eixo vertical, a ordenada do ponto P é o seno do arco de medida x. Logo: A função seno é a função f: ℝ → ℝ que associa cada número real x a um único sen x, ou seja, f(x) = sen x. O gráfico da função seno Vamos construir o gráfico da função f(x) = sen x com base em uma tabela de valores para x tal que x ∈ [0, 2]. x 0 sen x 0 1 0 2 –1 0 O gráfico da função seno A curva obtida no intervalo [0, 2] repete-se para x > 2 e x < 0. Características da função seno É periódica, de período 2 (cada ciclo se completa em um intervalo de 2). É limitada, ou seja, seus valores estão no intervalo [–1, 1]; seu conjunto imagem é Im = [–1, 1]. É crescente nos intervalos intervalos etc. e decrescente nos etc. Características da função seno É positiva para x nos intervalos ]0, [, ]2, 3[ etc. e negativa para x nos intervalos ]–, 0[, ], 2[, ]3, 4[ etc. Tem amplitude (metade da diferença entre as ordenadas máxima e mínima dos pontos do gráfico) igual a 1. Função cosseno Considerando a projeção ortogonal de P no eixo horizontal, a abscissa do ponto P é o cosseno do arco de medida x. Logo: A função cosseno é a função f: ℝ → ℝ que associa cada número real x a um único cos x, ou seja, f(x) = cos x. O gráfico da função cosseno Vamos construir o gráfico da função f(x) = cos x com base em uma tabela de valores para x tal que x ∈ [0, 2]. x 0 cos x 1 0 –1 2 0 1 O gráfico da função cosseno A curva obtida no intervalo [0, 2] repete-se para x > 2 e x < 0. Características da função cosseno É periódica, de período 2 (cada ciclo se completa em um intervalo de 2). É limitada, ou seja, seus valores estão no intervalo [–1, 1], o que significa que seu conjunto imagem é Im = [–1, 1]. É crescente nos intervalos [–, 0], [, 2] etc. e decrescente nos intervalos [0, ], [2, 3] etc. É positiva nos intervalos negativa nos intervalos etc. e etc. Características da função cosseno Tem amplitude igual a 1. O gráfico da função cosseno forma uma “onda’’ semelhante à do gráfico da função seno, com deslocamento de esquerda. rad para a Função tangente Vamos considerar o ponto T da intersecção entre a reta OP e a reta tangente à circunferência pelo ponto A(1, 0). A ordenada do ponto T é a tangente do arco de medida x. Logo: A função tangente é a função f: , que associa cada número real x (com exceção dos valores côngruos a e ) a um único valor tg x, ou seja, f(x) = tg x. Características da função tangente A função tangente é periódica, de período . A função tangente não é limitada, ou seja, seu conjunto imagem é Im =]–∞, +∞[ ou ℝ. A função tangente é crescente nos intervalos onde k ∈ ℤ. A função tangente assume valores positivos para x nos intervalos etc. e valores negativos para x nos intervalos etc. EXEMPLO 1. Determinar o domínio da função . Resolução De acordo com a restrição do domínio para a função tangente, temos: Logo: DOMÍNIO – IMAGEM - PERÍODO Nas funções do tipo f(x) = a + b.sen cx e g(x) = a + b.cos cx temos que: EXEMPLO 1. Determinar domínio, imagem e período de f(x) = 2 ∙ cos Resolução: a = 0, b = 2 e c = 1 . 2. Obter domínio, imagem e período de f(x) = –4 + 4 ∙ sen 3x. Resolução: a = – 4, b = 4 e c = 3 3. Ciência. Em uma cidade litorânea, a altura h da maré (em metro), em função do tempo, é dada pela expressão h(t) = 2 + 0,5 ∙ cos na qual t é o tempo, medido em hora, a partir da meia-noite (t = 0 representa meia-noite). Determinar a altura máxima e a altura mínima da maré e de quanto em quanto tempo a maré faz um ciclo completo.