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LISTA 5: TRIGONOMETRIA 2 Prof. Rodrigo 1 Funções Trigonométricas ORIENTAÇÃO DE ESTUDO Classificação Caderno 1, p. 158 Básicos 73,74,78,102,104,108,112 Intermediários 72,82,86,88,91,93,95 Avançados 80,99,105 1. (Unesp) A figura representa parte dos gráficos das funções: f(x) = 1 + sen(2x) e g(x) = 1 + cos(x). Se x1, x2 e x3 são, respectivamente, as abscissas dos pontos P, Q e R de intersecção dos gráficos das funções f(x) e g(x) no intervalo [0, ], a soma x1 + x2 + x3 é: a) 2 3 π . b) 4 3 π . c) 3 2 π . d) 5 6 π . e) 7 12 π . 2. (Fuvest 2018) Admitindo que a linha pontilhada represente o gráfico da função f(x) sen (x) e que a linha contínua represente o gráfico da função g(x) sen ( x),α β segue que a) 0 1α e 0 1.β b) 1α e 0 1.β c) 1α e 1.β d) 0 1α e 1.β e) 0 1α e 1.β 3. (Enem 2017) Um cientista, em seus estudos para modelar a pressão arterial de uma pessoa, utiliza uma função do tipo P(t) A Bcos(kt) em que A, B e k são constantes reais positivas e t representa a variável tempo, medida em segundo. Considere que um batimento cardíaco representa o intervalo de tempo entre duas sucessivas pressões máximas. Ao analisar um caso específico, o cientista obteve os dados: Pressão mínima 78 Pressão máxima 120 Número de batimentos cardíacos por minuto 90 A função P(t) obtida, por este cientista, ao analisar o caso específico foi a) P(t) 99 21cos(3 t)π b) P(t) 78 42cos(3 t)π c) P(t) 99 21cos(2 t)π d) P(t) 99 21cos(t) e) P(t) 78 42cos(t) 4. (Pucrs 2017) A pressão arterial é a pressão que o sangue exerce sobre as paredes das artérias. Ela atinge o valor máximo (pressão sistólica) quando os ventrículos se contraem, e o valor mínimo (pressão diastólica) quando eles estão em repouso. Suponhamos que a variação da pressão arterial (em mmHg) de um cidadão portoalegrense em função do tempo (em segundos) é dada por 8 P(t) 100 20 cos t . 3 π Diante disso, os valores da pressão diastólica e sistólica, em mmHg, são iguais, respectivamente, a a) 60 e 100 b) 60 e 120 c) 80 e 120 d) 80 e 130 e) 90 e 120 5. (G1 - ifal 2017) Em física, a posição de uma partícula pontual em um oscilador harmônico é dada pela função trigonométrica abaixo: x A cos φ Onde: x é a posição da partícula, A é amplitude de oscilação e φ é a fase. Considerando que a amplitude de oscilação é de 4 cm qual a posição da partícula quando a fase é 2 3 π radianos? a) 4 cm. b) 2 cm. c) 0. d) 2 cm. e) 4 cm. 6. (Ufsc 2017) Em relação às proposições abaixo, é correto afirmar que: 01) O menor ângulo formado pelos ponteiros do relógio às 3 h 25 min é 47,5 . 02) Dado qualquer número real t 0, a função real de variável real definida por 2 x f(x) cos t π satisfaz à identidade f(x t) f(x). 04) Se k x , 2 π sendo k um número inteiro, então 2 2 2 2sec x cossec x sec x cossec x. 08) A equação sec x 2 apresenta duas soluções no intervalo 0 x 4 .π 7. (Epcar (Afa) 2016) Considere a função real sobrejetora f : A B definida por sen3 x cos3x f(x) senx cosx Sobre f é FALSO afirmar que a) O conjunto A é k x | x ,k 2 π b) f é par. c) f é injetora. d) B {2} 2 8. (Epcar (Afa) 2015) Considere as funções reais f e g definidas por 2 cos(2x) 1 f(x) det ,1 2 2sen(2x) 2 1 g(x) f(x) 2 e marque a alternativa incorreta. a) o conjunto imagem da função f é o intervalo [0,1] b) A função g é ímpar. c) A função real h definida por 1 h(x) g(x) 2 possui duas raízes no intervalo 0, 2 π d) O período da função real j definida por 1 j(x) g(x) 2 é 2 π 9. (Fuvest 2001) O quadrado adiante tem O como centro e M como ponto médio de um de seus lados. Para cada ponto X pertencente aos lados do quadrado, seja o ângulo MÔX, medido em radianos, no sentido anti-horário. O gráfico que melhor representa a distância de O a X, em função de , é: 10. (Fuvest 1993) Determine o valor máximo da função f x 3cos x 2senx para x real. 11. (Fuvest 1991) No estudo do Cálculo Diferencial e Integral, prova-se que a função cos x (cosseno do ângulo de x radianos) satisfaz a desigualdade: f(x) = 1 - (x2/2) ≤ cos x ≤1 - (x2/2) + (x4/24) = g(x) a) Calcule o cosseno de 0,3 radianos usando f(x) como aproximação de cos x. b) Prove que o erro na aproximação anterior é inferior a 0,001 e conclua que o valor calculado é exato até a segunda casa decimal. 12. (Epcar (Afa) 2014) No ciclo trigonométrico da figura abaixo acrescentou-se as retas r, s, t e z. Nestas condições, a soma das medidas dos três segmentos em destaque, AT, TP e PB, pode ser calculado, como função de ,α por a) secα b) cossecα c) tg cotgα α d) cossec secα α 13. (Epcar (Afa) 2014) Sejam f e g funções reais dadas por sen2x f(x) cosx e g(x) 2, cada uma definida no seu domínio mais amplo possível. Analise as informações abaixo. I. O conjunto solução da equação f(x) g(x) contém infinitos elementos. II. No intervalo 3 5 , , 4 4 π π a função f é crescente. III. O período da função f é p .π Sobre as afirmações é correto afirmar que a) apenas III é verdadeira. b) apenas I e II são verdadeiras. c) todas são falsas. d) apenas II e III são verdadeiras. 14. (Epcar (Afa) 2013) Sejam as funções reais f, g e h definidas por sen x cos x f x , cossec x sec x g x sec x e h x cossec x , nos seus domínios mais amplos contidos no intervalo 0,2 .π A(s) quantidade(s) de interseção(ões) dos gráficos de f e g; f e h; g e h é(são), respectivamente a) 0, 0 e 4 b) 3, 1 e 4 c) 2, 3 e 4 d) 0, 2 e 3 15. (Epcar (Afa) 2011) O período da função real f definida por sen 3x sen x f(x) cos 3x cos x é igual a a) 2π b) π c) 4 π d) 2 π 16. (Ita 2008) O conjunto imagem e o período de f(x) = 2sen2(3x)+sen(6x) - 1 são, respectivamente, a) [-3, 3] e 2 b) [ -2, 2] e 2/3 c) 2; 2 e 3 d) [ -1, 3] e /3 e) [ -1, 3] e 2/3 17. (Epcar (Afa) 2017) Seja a matriz 1 cos x sen x A cos x 1 0 . sen x 2 1 Considere a função f : definida por f(x) det A. Sobre a função g: definida por 1 g(x) 1 | f(x) |, 2 em que | f(x) | é o módulo de f(x), é correto afirmar que 3 a) possui período .π b) seu conjunto imagem é 1 , 0 . 2 c) é par. d) é crescente no intervalo , . 4 4 π π 18. (Epcar (Afa) 2012) Considere A o conjunto mais amplo possível na função real f: A , dada por senx cosx f x . cossec x sec x Sobre a função f é correto afirmar que a) k A x | x , k . 2 π b) é periódica com período igual a .π c) é decrescente se x x | 2k x 2k , k . 2 π π π π d) é ímpar. 19. (Fuvest 2018) Considere as funções f : , 1,1 2 2 π π e g : 0, 1,1π definidas por f(x) sen x e g(x) cos x. Sendo f e g bijetoras, existem funções 1f e 1g tais que 1 1f f f f id e 1 1g g g g id, em que id é a função identidade. a) Para 0 1,α mostre que 1 2(g f )( ) 1 .α α b) Mostre que 1 1 1 6 2 f g . 2 4 4 π 20. (Fuvest 2017) O centro de um disco de raio 1 é colocado no ponto C (0,1) do plano cartesiano Oxy. Uma das extremidades de um fio de espessura desprezível e comprimento 3 é fixada na origemO e a outra extremidade está inicialmente no ponto (3, 0). Mantendo o fio sempre esticado e com mesmo comprimento, enrola-se, no sentido anti-horário, parte dele em torno do disco, de modo que a parte enrolada do fio seja um arco OP da circunferência que delimita o disco. A medida do ângulo ˆOCP, em radianos, é denotada por .θ A parte não enrolada do fio é um segmento retilíneo PQ que tangencia o disco no ponto P. A figura ilustra a situação descrita. a) Determine as coordenadas do ponto Q quando o segmento PQ for paralelo ao eixo y. b) Determine as coordenadas do ponto Q quando o segmento PQ for paralelo à reta de equação y x. c) Encontre uma expressão para as coordenadas do ponto Q em função de ,θ para θ no intervalo 0, . 2 π 21. (Espcex (Aman) 2015) A população de peixes em uma lagoa varia conforme o regime de chuvas da região. Ela cresce no período chuvoso e decresce no período de estiagem. Esta população é descrita pela expressão 3 t 2P(t) 10 cos 5 6 π em que o tempo t é medido em meses. É correto afirmar que a) o período chuvoso corresponde a dois trimestres do ano. b) a população atinge seu máximo em t 6. c) o período de seca corresponde a 4 meses do ano. d) a população média anual é de 6.000 animais. e) a população atinge seu mínimo em t 4 com 6.000 animais. 22. (Fuvest 2015) Sabe-se que existem números reais A e 0x , sendo A 0, tais que 0senx 2 cosx A cos(x x ) para todo x real. O valor de A é igual a a) 2 b) 3 c) 5 d) 2 2 e) 2 3 23. (Ime 2015) A função f : é definida por: 8 3senx sen3x f(x) n 8 4senx 2sen2xcosx Marque a opção verdadeira: a) f não tem raízes reais b) f é uma função ímpar c) f é uma função par d) f(x) 1 e) f é sobrejetora 24. (Epcar (Afa) 2013) Uma piscina com ondas artificiais foi programada de modo que a altura da onda varie com o tempo de acordo com o modelo x x x f x 3 sen sen sen 2 4 4 2 π π π π em que y f x é a altura da onda, em metros, e x o tempo, em minutos. Dentre as alternativas que seguem, assinale a única cuja conclusão NÃO condiz com o modelo proposto. a) A altura de uma onda nunca atinge 2 metros. b) Entre o momento de detecção de uma crista (altura máxima de uma onda) e o de outra seguinte, passam-se 2 minutos. c) De zero a 4 minutos, podem ser observadas mais de duas cristas. d) As alturas das ondas observadas com 30, 90, 150,... segundos são sempre iguais. 25. (Ita 2000) Considere f:IR IR definida por f(x)=2sen3x-cos[(x- )/2]. Sobre f podemos afirmar que:. a) é uma função par. b) é uma função ímpar e periódica de período fundamental 4 c) é uma função ímpar e periódica de período fundamental 4/3. d) é uma função periódica de período fundamental 2. e) não é par, não é ímpar e não é periódica. 26. (Fuvest 1996) Considere a função f(x) = senx . cosx + (1/2)(senx - sen5x). a) Resolva a equação f(x) = 0 no intervalo [0, ]. b) O gráfico de f pode interceptar a reta de equação y = 8/5? 4 Explique sua resposta. 27. (Fuvest 1995) Considere a função f(x) = senx + sen5x. a) Determine as constantes k, m e n tais que f(x) = k . sen(mx) . cos(nx) b) Determine os valores de x, 0 ≤ x ≤ , tais que f(x) = 0. 28. Calcule: a) sen arcsenx2 b) tg arcsenx c) cos arctg arctg2 3 d) arctg arctg 1 1 4 5 239 e) arctg x arctgx f) sen arctg arccos 1 3 3 2 2 g) arccos cos 4 h) arcsen sen 7 3 i) arcsen sen arccos cos 33 46 7 7 j) sen arcsen 1 2 2 2 3 k) cot g arccos 1 4 2 7 l) sen arctg arcsen 8 8 15 17 m) cos arctg arccos 1 3 2 4 5 n) sen arcsen arccos 5 5 2 3 3 29. Prove que: a) arctg arctg arctg arctg 1 1 1 1 3 5 7 8 4 b) arctg arctg 2 1 3 5 4 c) arccotg arccotg 1 4 3 9 5 4 d) arccotg arctg 1 1 5 2 7 3 4 e) arcsen arccos arctg 4 2 1 5 25 f) arcsen arccos arccos 7 1 7 3 25 2 25 5 g) arctg arcsen arctg 2 2 3 2 2 2 2 h) arctg arctg arctg 1 1 2 3 4 9 4 i) arcsen arcsen arcsen 4 5 16 5 13 65 2 30. Simplifique as funções: a) cos arccosx arccosy b) sen arccosx arcseny c) tg arc tgx arc tgy d) tg arcsenx arcseny e) sen arcsenx2 f) tg arc tgx2 g) cos arc tgx2 h) sen arccotgx2 i) cos arccotgx2 j) cos arccos x 1 2 k) tg arc tgx 1 2 31. Construa os gráficos de: a) f x arcsenx b) f x arccosx c) f x arctgx d) f x arcsenx arccosx e) f x arcsen senx f) f x arccos senx g) f x cos arcsenx h) f x sen arcsenx 32. (Esc. Naval) Considerando a função f(x) cos x , 0 x ,π é inversível, o valor de 2 tg arccos 5 é a) 21 5 b) 4 25 c) 21 2 d) 21 25 e) 21 2 33. (Uepb) Dado 2 y cos 2arcsen 3 temos que a) y 3 b) 4 y 3 c) 1 y 9 d) 3 y 2 e) 1 y 3 34. (Uff) Nos itens a seguir, arccos denota a função inversa da função cosseno restrita ao intervalo [0,π ] e arctg denota a função inversa da função tangente restrita ao intervalo , 2 2 π π . a) Calcule arccos cos 5 π b) Calcule sen arctg 1 5 c) Verifique que 2sen arccosx 1 x para todo x x 1 ; 1 35. (Mackenzie) O valor de 2 2 tg arcsen 3 é: a) 2 b) 2 3 c ) 3 2 d) 2 2 e) 3 2 2 36. (Ita) Sendo ; 2 2 π π o contradomínio da função arcoseno e [0, ] o contradomínio da função arcocosseno, assinale o valor de cos arcsen arccos 3 4 5 5 é: a) 1 12 b) 7 25 c) 4 15 d) 1 15 e) 1 2 5 37. (Ita) Considerando as funções. arc sen: [- 1, + 1] [- π/2, π/2] e arc cos: [- 1, + 1] [0, π], assinale o valor de cos arcsen arccos 3 4 5 5 . a) 6/25 b) 7/25 c) 1/3 d) 2/5 e) 5/12 38. (Fgv) Sendo p 1 2 e p q 1 1 2 , então a medida de arctg p arctg q , em radianos, é a) /2 b) /3 c) /4 d) /5 e) /6 39. (Ime) Seja 3 arcsen x arcsen y arcsenz , 2 π onde x, y e z são números reais pertencentes ao intervalo [–1,1]. Determine o valor de 100 100 100 101 101 101 9 x y z . x y z a) –2 b) –1 c) 0 d) 1 e) 2 40. (Ita) A equação em x: x x 2x e arctg e arccot g ,x * 4e 1 2 a) admite infinitas soluções, todas positivas. b) admite uma única solução, e esta é positiva. c) admite três soluções que se encontram no intervalo 5 3 , . 2 2 d) admite apenas soluções negativas. e) não admite solução. 41. (Ita) O intervalo I ⊂ R que contém todas as soluções da inequação: x x arctan arctan 1 1 2 2 6 é a) [-1, 4]. b) [-3, 1]. c) [-2, 3]. d) [0, 5]. e) [4, 6]. 42. (Ita) Considere os contradomínios das funções arcosseno e arco-cosseno como sendo ; 2 2 π π e [0, ] respectivamente. Com respeito à função f : ; ; 3 1 1 2 2 , f x arcsen x arccos x temos que: a) f é não-crescente e ímpar. b) f não é par nem ímpar. c) f é sobrejetora. d) f é injetora. e) f é constante. 43. (Ita) Num triângulo acutângulo ABC, o lado oposto ao ângulo  mede5 cm. Sabendo que 3  arccos 5 e 2 C arcsen 5 , então a área do triângulo ABC é igual a a) 5 2 cm2. b) 12 cm2. c) 15 cm2. d) 2 5 cm2. e) 25 2 cm2. 44. (Ita) Seja S o conjunto de todas as soluções reais da equação: x x 1 5 sec arctg arctg (1 e ) . 21 e Então: a) S b) S c) S [1, 2] d) S [ 1,1] e) S [ 1, 2[ 6 Questões extras: 1. Considere a função trigonométrica f x Asen x Bcos x , válida para todo x real. a) Determine o máximo e o mínimo de f(x); b) Determine o período da função f(x). 2. Determine o máximo, o mínimo e o Período das funções trigonométricas a seguir: a) f x sen x cos x 6 6 ; b) f x sen x cos x senx cos x 2 22 4 6 ; 3. Para quais valores inteiros de n a função f x cos nx sen x n 5 tem período igual a 3? 4. Definição: Uma função f(x) é periódica de período p se f(x) = f(x + p). Demonstre que a função f x cos x não é periódica. 5. Sejam a e b números reais não negativos. a) Prove que existe um número real x tal que 2 2senx acos x b a b 1 0 b) Se senx acos x b , expresse asenx cos x em termos de a e b. 6. Seja f uma função ímpar definida para todo real tal que, para x 0 , f x 3senx 4cos x . Determine f(x) para x < 0. 7. Prove que para quaisquer cinco números reais distintos existem dois, a e b, tal que ab 1 a b . 8. Para 0 45 , ordene os elementos em ordem decrescente: tg cotg tg cotg 1 2 3 4t tg ,t tg ,t cotg ,t cotg 9. Uma região contém todos os pontos (x,y) tal que 2 2x y 100 e sen x y 0 . Determine a área da região . 10. Seja I ; 4 4 um intervalo real. Considere a função f : 1;1 definida por f sen2x senx cos x e simplifique 2f tg x , para x I . 11. Seja k kk 1 f x sen x cos x k , para k inteiro positivo. Mostre que 4 6f x f x para todo x real. 12. Prove que 2 a b senx acos x senx bcos x 1 2 GABARITO: 1. [C] 2. [A] 3. [A] 4. [C] 5. [B] 6. 01 + 02 + 04 = 07. 7. [C] 8. [C] 9. [A] 10. 13 11. a) f (0,3) = 0,955 b) 0,955 ≤ cos 0,3 ≤ 0,955 + 0,0003375 ⇔ ⇔ 0 ≤ cos 0,3 - 0,955 ≤ 0,0003375 < 0,001, logo o erro é inferior a 0,001. Como 0,9550 ≤ cos 0,3 < 0,9554, o valor calculado é exato até a terceira casa decimal, portanto é exato até a segunda casa decimal. 12. [A] 13. [B] 14. [A] 15. [D] 16. [C] 17. [C] 18. [A] 19. a) 1 2g(f ( )) cos 1 .α α b) . 4 π 20. a) Q 1, 4 . 2 π b) 2 2 Q 4 ,1 2 . 2 4 2 4 π π c) Q (sen (3 )cos ,1 cos (3 )sen ).θ θ θ θ θ θ 21. [A] 22. [C] 23. [B] 24. [C] 25. [B] 26. a) V = { 0; π/9; π/2; 5π/9; 7π/9; π } b) O maior valor da f é menor do que 8/5, portanto a reta de equação y=8/5 não intercepta o gráfico da função. 27. a) (k,m,n) ∈ {(2,3,-2); (2,3,2); (-2,-3,-2); (-2,-3, 2)} b) {0, /4, /3, 2/3, 3/4 e } 28. a) x x 22 1 b) x x 21 c) 2 2 d) 4 e) 0 f) 3 2 g) 4 h) 3 i) 6 7 j) 3 3 k) 33 11 l) 0 m) 13 85 n) 8 5 81 30. a) xy x y 2 21 1 b) xy x y 2 21 1 c) x y xy 1 d) x y y x x y xy 2 2 2 2 1 1 1 1 e) x x 22 1 f) x x 2 2 1 g) x x 2 2 1 1 h) x x 2 2 1 i) x x 2 2 1 1 j) x1 2 k) x x 21 1 32. [E] 33. [C] 34. a) arccos cos 5 5 π π b) sen(arctg(- 1)) = sen 4 = 2 2 35. [D] 36. [B] 37. [B] 38. [C] 39. [C] 40. [B] 41. [C] 42. [E] 43. [E] 44. [D] 1. a) máximo: A B2 2 ; mínimo: A B 2 2 ; b) Período: 2 ; 2. a) máximo: 1; mínimo: 1 4 ; Período: 2 b) máximo: 3 10 mínimo: 3 10 Período: 3. n deve ser um divisor inteiro de 15. 5.b) 2 2a b 1 6.3senx – 4 cosx 8. t2<t1<t3<t4 9.50 10.secx
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