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LISTA 6: TRIGONOMETRIA 3 Prof. Rodrigo 1 I. Transformação em Produto: 1. Prove que: a) p q p q senp senq sen cos 2 2 2 b) p q p q senp senq sen cos 2 2 2 c) p q p q cosp cosq cos cos 2 2 2 d) p q p q cosp cosq sen sen 2 2 2 e) senx cosy sen x y sen x y 1 2 f) cos x cosy cos x y cos x y 1 2 g) senx seny cos x y cos x y 1 2 Comentário: As identidades a, b, c e d são chamadas de fatoração das somas trigonométricas ou Fórmulas de Werner (Prostaférese); as identidades e, f e g são chamadas de fórmulas de reversão. 2. Mostre que: a) sen sen sen 20 40 80 b) senx cos x cos x 2 4 c) sen sen sen tg cos cos cos 30 40 50 40 30 40 50 d) cos cos cos 2 4 6 1 7 7 7 2 e) tg tg tg 20 40 80 3 f) cos sen cot g tg 2 1 2 4 2 2 g) sen sen sen sen cos 47 61 11 25 7 h) cos cos cos cot g 8 10 20 40 10 i) cos cos 3 1 5 5 4 j) cos tg tg tg tg 8 3 20 30 40 50 60 3 k) cos cos cos cos 1 24 48 84 12 2 l) tg tg tg tg sen 20 40 80 60 8 40 m) tg tg tg tg 20 30 40 10 n) tg tg tg 2 3 7 7 7 7 o) sen x cos x cos x sen x cos x 2 2 2 2 3 3 8 2 p) cos tg tg cos 2 10 2 1 35 25 2 10 2 1 q) cot g cot g 2 1 23 1 22 r) cos cos tg 2 24 9 3 4 27 3 9 s) tg x k tg x tg x ,x tgx 3 3 3 6 t) k tg a tg a tga tg a tg a tga,a 3 2 3 2 2 u) tg tg tg tg 9 27 63 81 4 3. Determine a natureza do triângulo ABC (acutângulo, retângulo ou obtusângulo; equilátero, isósceles ou escaleno) no qual: a) sen A sen B sen C 2 2 2 b) senA senB cosC 2 c) senA senB senC d) senB cosC cosB senC e) A senB senC cos 2 2 f) sen A senB senA sen B 2 2 g) cos A cos B cos C 2 2 2 1 h) (IME) sen B tgB tgCsen C 2 2 i) (IME) A B B A sen cos sen cos3 3 2 2 2 2 4. (OMA) (Argentina) Demonstrar que se em um triângulo ABC vale a relação: sen2 A + sen2 B + sen2 C = 2 então o triângulo é retângulo. 5. Nos itens a seguir, A, B e C são ângulos internos de um triângulo. Prove que: a) (IME) sen A .cos A.cosB.cosC tgB tgC 2 2 . b) (IME) A senB senC cotg cosB cosC 2 . c) A B A C B C tg tg tg tg tg tg 1 2 2 2 2 2 2 d) tgA tgB tgC tgA tgB tgC e) A B C A B C sen sen sen sen sen sen 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 f) cos A cos B cos C cosA cosB cosC 2 2 2 1 4 g) A B C cosA cosB cosC sen sen sen 1 4 2 2 2 6. Seja 7 . a) Mostre que sen sen sen sen 2 23 2 3 ; b) Mostre que cossec cossec cossec 2 3 ; c) Calcule cos cos cos 2 3 ; d) Prove que cos é raiz da equação x x x 3 28 4 4 1 0 ; e) Prove que cos é irracional; f) Calcule tg tg tg 2 3 ; g) Calcule tg tg tg 2 2 22 3 ; 2 h) Calcule tg tg tg tg tg tg 2 2 2 2 2 22 2 3 3 i) Calcule cotg cotg cotg 2 2 22 3 7. No triângulo ABC, vale as relações: senA cosB senB cos A 3 4 6 4 3 1 . Determine a medida do ângulo C. 8. (IME) Os ângulos , e de um triângulo satisfazem à equação sen sen sen sen sen sen sen sen 3 . Determine o valor do ângulo , em radianos. 9. (Baltic Way) Prove que sen sen 3 2 1 18 18 8 . 10. (Revista CRUX Mathematicorum) Quantos ângulos agudos distintos existem para os quais: cos cos cos 1 2 4 8 . 11. (Canadian Open Mathematics Challenge) Determine a soma dos ângulos A e B, onde 0 A, B 180 e s en A s enB cos A cosB 6 2 2 2 II. Equações e Inequações: 12. (Fuvest 2013) Sejam α e β números reais com 2 2π α π e 0 .β π Se o sistema de equações, dado em notação matricial, 03 6 tg , 6 8 cos 2 3 α β for satisfeito, então α β é igual a a) 3 π b) 6 π c) 0 d) 6 π e) 3 π 13. (Espcex (Aman) 2017) A soma das soluções da equação cos(2x) cos(x) 0, com x [0, 2 ),π é igual a a) 5 3 π b) 2π c) 7 3 π d) π e) 8 3 π 14. (Espcex (Aman) 2015) Seja 3 10 3 7 10 10 log1 . 2 log log β O conjunto solução da desigualdade cos(x) 3 3 7 β no intervalo 0,2 ,π é igual a a) 0, . 3 π b) 5 , . 3 3 π π c) ,2 . 3 π π d) ,2 . 3 π π e) 3 ,2 . 2 π π 15. (Espcex (Aman) 2015) A soma de todas as soluções da equação 3 22cos (x) cos (x) 2cos(x) 1 0, que estão contidas no intervalo 0,2 ,π é igual a a) 2 .π b) 3 .π c) 4 .π d) 5 .π e) 6 .π 16. (Esc. Naval 2013) Sabendo que 3b sec ... 3 6 12 π π π então, o valor de 2log b é a) 8 b) 4 c) 3 d) 1 e) 0 17. (Esc. Naval 2013) A soma das soluções da equação trigonométrica cos3x cos2x cosx 1 no intervalo 0,2 ,π é a) 8π b) 6π c) 8 3 π d) 5π e) 5 2 π 18. (Esc. Naval 2013) A soma das soluções da equação trigonométrica cos2x 3cosx 2, no intervalo 0,2π é a) π b) 2π c) 3π d) 5 3 π e) 10 3 π 19. (Fuvest 2000) Determine os números reais x e y, com 0 ≤ x + y ≤ e 0 ≤ y ≤ , tais que: 1 sen x sen y 4 3 cos x y cos x y 2 . 20. (Espcex (Aman) 2018) O conjunto solução da inequação 22sen x cosx 1 0, no intervalo 0, 2π é a) 2 4 , . 3 3 π π b) 5 , . 3 6 π π c) 5 , . 3 3 π π d) 2 4 5 , , . 3 3 3 3 π π π π e) 5 7 10 , , . 6 6 6 6 π π π π 21. (Eear 2017) Seja cossec x sec x M , cotgx 1 definida no seu domínio de validade.Utilizando-se as identidades trigonométricas, pode-se considerar M igual a a) sen x b) cosx c) secx d) cossecx 22. (Ime 2015) O número de soluções da equação 2 2cos(8x) sen(2x) tg (x) cotg (x) no intervalo [0, 2 )π : a) 0 b) 1 c) 2 d) 4 e) 8 23. (Ime 2014) Resolva a equação 22cosx cos xlog sen x log senx 4 24. (Fuvest 2007) Um arco x está no terceiro quadrante do círculo trigonométrico e verifica a equação 5cos2x + 3senx = 4. Determine os valores de senx e cosx. 25. (Fuvest 2005) Determine todos os valores de x pertencentes ao intervalo [0, 2] que satisfazem a equação: 2 2 1 cos 2x sen x 2 . 26. (Fuvest 2003) Determine os valores de x no intervalo ]0,2[ para os quais cos x senx 3 3 . 3 27. (Fuvest 2001) a) Calcule cos3 em função de sen e de cos. b) Calcule sen3 em função de sen e de cos. c) Para 0 < < 2 π , resolva a equação: sen cos sen cos sen cos 2 1 3 31 2 . 28. (Ufpe) Determine a menor solução real positiva da equação x x x sen sen cos 2 423 423 846 . 29. Resolva a equação cos x senx 3 1. 30. (Ufes) Determine todos os valores de x para os quais sen x cos x senx cos x 3 3 1 4 . 31. (Uel) Se x [0,2 ]π , o número de soluções da equação cos2x sen x 2 π é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 32. (Ita) Seja a ∈ , 4 4 π π um número real dado. A solução (x0, y0) do sistemade equações: sena)x cosa y tga (cosa)x sena y 1 é tal que: a) x0.y0 = tga b) x0.y0 = - seca c) x0.y0 = 0 d) x0.y0 = sen2a e) x0.y0 = sena 33. (Ufrgs) Considere a equação cosx cos(x )π . Se 0 x 2π , esta equação a) não tem solução. b) tem apenas 1 solução. c) tem somente soluções 0 e π . d) tem somente as soluções 2 π e 3 2 π . e) tem infinitas soluções. 34. (Ita) A soma das raízes da equação tgx sen x cos x 3 3 2 2 0 , que pertencem ao intervalo [0, 2], é: a) 17 4 π b) 16 3 π c) 15 4 π d) 14 3 π e) 13 4 π 35. (Unicamp) a) Encontre todos os valores reais de x para os quais x x 2 4 1 1 4 ; b) Encontre todos os valores reais de x e y satisfazendo x xcosy 2 4 4 0 . 36. (Ufv) Determine todos os pares (x,y) de números reais que satisfazem o sistema a seguir: 2 2 2 2 sen x sen 2y cos x sen y , sendo 0 ≤ x ≤ e 0 ≤ y ≤ . 37. (Uff) Determine a relação entre os números reais a e b de modo que as igualdades: cos x a senx cos x b senx 1 1 , com x ≠ k, k ∈ Z, sejam satisfeitas simultaneamente. 38. (Fuvest) Ache todas as soluções da equação: 3 3sen x cos x 3senx cos x 0 , no intervalo [0,2π). 39. (Unicamp) Considere a equação trigonométrica: 2 2 1sen 2cos sen2 0 2 a) Mostre que NÃO são soluções dessa equação os valores de para os quais cos = 0. b) Encontre todos os valores de cos que são soluções da equação. 40. (Fuvest) Se está no intervalo [0, 2] e satisfaz 4 4 1 sen cos , 4 então o valor da tangente de é: a) 3 5 b) 5 3 c) 3 7 d) 7 3 e) 5 7 41. (Ita) Encontre todos os valores de a ; 2 2 para os quais a equação na variável real x, x xe e arctg arctg a 2 1 2 1 2 2 , admite solução. 42. (Unicamp) Dado o sistema linear homogêneo: cos sen x 2sen y 0 cos x cos sen y 0 α α α α α α a) Encontre os valores de para os quais esse sistema admite solução não-trivial, isto é, solução diferente da solução x = y = 0. b) Para o valor de α encontrado no item (a) que está no intervalo 0; 2 π , encontre uma solução não-trivial do sistema. 43. Resolva a equação arccos x arccos x 2 2 3 . 44. (Ita) O conjunto solução de 2 2tg x 1 1 cot g x 4 , x ≠ k/2, k ∈ Z, é a) {(/3) + (k/4), k ∈ Z} b) {(/4) + (k/4), k ∈ Z} c) {(/6) + (k/4), k ∈ Z} d) {(/8) + (k/4), k ∈ Z} e) {(/12) + (k/4), k ∈ Z} 4 45. (Ita) A soma de todas as soluções distintas da equação cos3x + 2cos6x + cos9x = 0, que estão no intervalo 0 ≤ x ≤ /2, é igual a a) 2 b) (23/12) c) (9/6) d) (7/6) e) (13/12) 46. (Ita) Considere a equação 2 2 x x(3 2cos x) 1 tg 6tg 0. 2 2 a) Determine todas as soluções x no intervalo [0, [. b) Para as soluções encontradas em a), determine cotg x. 47. (Ita) Sejam a um número real e n o número de todas as soluções reais e distintas x 0,2π da equação 8 8 6cos x sen x 4 sen x a. Das afirmações: I. Se a 0, então n 0; II. Se 1 a , 2 então n 8; III. Se a 1, então n 7; IV. Se a 3, então n 2, é (são) verdadeira(s) a) apenas I. b) apenas III. c) apenas I e III. d) apenas II e IV. e) todas. 48. (Ita) Encontre os pares , 0, 0, 2 2 π π α β que satisfazem simultaneamente as equações: 2tg cotg cos sen 2 cos ( ) 1α β α β α β e 3 sen cos 3.α β α β 49. (Unicamp) Seja x real tal que cos x tg x. O valor de senx é a) 3 1 . 2 b) 1 3 . 2 c) 5 1 . 2 d) 1 5 . 2 50. (Ita) Sejam α e β números reais tais que ,α ,β 0,2α β π e satisfazem as equações 2 4 4 1 cos cos 2 5 2 5 α α e 2 4 4 3 cos cos . 3 7 3 7 β β Então, o menor valor de cos( )α β é igual a a) 1. b) 3 . 2 c) 2 . 2 d) 1 . 2 e) 0. 51. (Ita) Sejam x e y pertencentes ao intervalo [0, ].π Determine todos os pares ordenados (x, y) tais que 1 2 cos x sen y 2 1 2 sen x 3 cos y . 2 52. (Ime) Determine o conjunto solução da equação: x (sen x) 1 tg x tg 4 cot g x 2 53. (Ita) O número de soluções da equação (1 sec )(1 cossec ) 0,θ θ com [ , ],θ π π é a) 0. b) 1. c) 2. d) 3. e) 4. 54. (Unicamp) Sabendo que k é um número real, considere a função f(x) k sen x cos x, definida para todo número real x. a) Seja t um número real tal que f(t) 0. Mostre que f(2t) 1. b) Para k 3, encontre todas as soluções da equação 2 2f(x) f( x) 10 para 0 x 2 .π 55. Resolva as equações: a) cos x cos x3 b) sen x cosx2 c) tg x tg x7 3 d) tgx tg x 3 1 e) senx cos x 3 1 f) senx cos x 2 g) sen x cos x 4 4 1 2 h) sen x cos x 3 3 1 i) senx sec x cos x 3 j) sen x sen x cosx 4 2 k) sen x senx cos x cos x 2 25 3 4 3 l) tgx tg x tg x 2 3 m) cos x cos x cos x 2 2 22 3 1 n) arcsenx arcsen x 2 6 o) x x arctg arctg 1 1 2 2 4 p) sen x cos x senx cos x cos x 2 2 3 410 21 0 q) sen x cos x sen x 2 17 3 5 5 0 r) arctan x x 24 3 3 4 s) arccos x arctanx t) arcsen arcsen x arcsen x 2 1 1 33 56. Resolva a equação nos inteiros: arctanx arctan arctan y 1 3 . 57. Resolva os seguintes sistemas de equações: a) senxseny tgxtgy 3 4 3 b) sen x seny cos x cos y 3 3 1 2 1 2 c) x y z tgxtgz tgytgz 2 18 d) sen x cos x cos y cos x senxseny 2 2 e) x x y y y y z z z z x x 2 2 2 2 2 2 f) xy x x y 2 2 2 4 2 1 1 1 g) x y y x arcsenx arcseny 2 21 1 1 4 2 3 3 h) x y y x 2 2 1 1 1 3 58. Se tgx senx cos x 2 5 10 , calcule tgx. 5 59. Mostre que cot g cos 70 4 70 3 60. Resolva a equação cos x cos x sen x 2 1 1 2 3 3 2 . 61. Resolver a equação: senx sen x sen x 1 1 1 2 4 . 62. Resolva a equação senx cos x tgx cot gx 2 . 63. Resolva a equação: cos x cos x senx senx 2 2 2 2 1 3 3 3 2 . 64. Resolva as inequações: a) cos x senx 3 1 b) sen x cos x 22 3 2 0 4 c) sen x senx cos x cos x 2 26 2 d) senx cos x senx 1 e) senx cos x cos x 2 2 f) sen x senx sen x 22 3 1 g) cos x sen x 0 3 0 5 h) x sen cos x 1 2 2 1 2 2 65. Nos itens a seguir, resolva em função do parâmetro a: a) sen x cos x a 4 4 b) a sen x a senx a 21 2 1 2 1 0 c) senx cos y a seny cos x a 2 d) senx seny a senysenx a 22 66. Resolva as seguintes equações irracionais: a) x x x 2 21 2 2 1 b) x x x 2 2 5 1 2 1 c) x x x 2 31 4 3 d) x x x x 2 21 2 1 2 1 e) x x x 2 21 2 1 2 1 2 f) x x x x 2 2 2 1 1 1 1 g) x x 2 2 2 GABARITO: 3. a) retângulo em A; b) isósceles (B = C); c) não existe tal triângulo; d) isósceles (B = C); e) isósceles (B = C); f) isósceles (B = A); g) retângulo h) retângulo ou isósceles i) isósceles 6. c) 1 2 f) 7 g) 21 h) 35 i) 5 7. C = 30° 8. 3 10. 4 11. A B 2 3 12. [B] 13. [C] 14. [A] 15. [B] 16. [D] 17.[B] 18. [C] 19. 5 5 S , ; , 6 6 6 6 20. [C] 21. [C] 22. [C] 23. 5 1 S x R / x arcsen k 2 ,k Z . 2 π 24. 1 2 6 senx e cos x 5 5 25. S = { π/6, π/4, 3π/4, 5π/6, 7π/6, 5π/4, 7π/4, 11π/6 } 26. 3 11 x 2 6 27. a) 2cos 1 4sen b) 2sen 4cos 1 c) 3 π 28. 47 29. x k 2 6 ou x k 2 2 30. θ = 3π/8 + nπ/2 31. [D] 32.[C] 33. [D] 34. [B] 35. a) x = 2 ou x = - 2 b) x = 2 e y = π + h2π, h ∈ Z ou x = - 2 e y = h2π, h ∈ Z 36. V={(π/3, π/6); (2π/3, π/6); (0, π/2); (π, π/2); (π/3,5π/6); (2π/3, 5π/6)} 37. ab = 1 38. S = {0; π/3; π/2; 2π/3; π; 4π/3; 3π/2; 5π/3} 39. b) ± 2 2 ou ± 5 5 40. [B] 41. 0 a 4 π 42. a) k ,k Z 8 2 π π α b) 2 2,1 43. ½ 44. [D] 45. [E] 46. a)S = { 6 , 2 , 6 5 } b) 5 cot g 3,cotg 0,cotg 3 6 2 6 47. [E] 48. ( , ) , ; 4 4 π π α β ( , ) , . 12 12 π π α β 49. [C] 50. [B] 51. 5 , 4 6 π π e 2 , . 12 3 π π 52. 5 S x / x k ou x k , k 12 12 π π π π 53. [A] 54. a) f(2t) 1.b) 3 5 7S , , , . 4 4 4 4 π π π π 55. a) k x 2 b) k x k ou 2 2 2 6 3 c) k x ,k m 4 2 4 d) k x 8 4 e) x k ou x k 5 2 2 2 6 f) x k 2 4 g) k x 4 2 h) x k ou x k 2 2 2 i) x k ou x k 6 j) k k x k ; ; 2 5 2 2 18 3 18 3 k) x k ou x arctg k 1 4 2 l) k x 3 6 m) k k x ou x oux k 6 3 4 2 2 n) x 5 2 3 2 13 o) x 1 p) x k ou x arctg k ou x arctg k 7 3 2 q) k k x ou 66 11 9 6 r) S , 1 2 s) x 5 1 2 t) x 2 3 56. , ; , ; , ; , ; , ; , 2 7 4 13 12 5 8 8 5 13 4 57. a) S n k , n k ; n k , n k 3 3 3 3 b) k , k ; k , k ; S k , k ; k , k 3 3 2 2 2 2 4 4 4 4 5 5 7 7 2 2 2 2 4 4 4 4 c) x arctg k x arctg k S y arctg k ou y arctg k z arctg k z arctg k 1 1 2 2 9 9 2 2 4 4 d) S k n , n k 3 4 2 4 2 e) k k k S tg ,tg .tg ,k , , , , , , , 2 4 3 2 10 1 2 3 7 7 7 f) sen ,cos ; sen ,cos ; S sen ,cos ; sen ,cos 5 5 8 8 8 8 3 3 7 7 8 8 8 8 g) S ; 1 3 2 2 h) S ; 1 3 2 2 58. tgx = 5 60. x k ,k 2 1 61. x k ,k 2 1 7 62. x k ,k 2 4 63. x k ,k 2 3 64. a) k x k 2 2 2 3 b) k x k 5 4 12 c) k x arctg k 3 2 2 4 4 d) k x k ; k x k ; k x k 5 3 2 2 2 2 4 2 4 2 2 2 e) k x k ; k x k 3 17 7 2 2 2 2 12 4 12 4 f) k x k ; k x k ; k x k 3 5 5 2 2 2 2 2 2 4 6 4 4 6 4 g) k x k ; k x k ; k x k ; k x k ; 3 10 7 10 10 10 10 2 2 3 2 9 20 25 10 5 10 10 10 2 3 3 h) k x k ; k x k ; 8 10 2 2 2 2 3 3 3 3 65. a) k a x arccos a 1 1 1 4 3 2 4 2 ; para os outros valores de a, a equação não tem solução. b) k k a x arc sen k a a a a ,a x arc sen k a 2 1 1 1 4 1 5 0 4 1 1 1 c) k n x a k n y 5 1 5 1 2 2 2 2 onde k arcsen a a 21 e k arcsen a a 21 . d) k k n n x arcsena k x arcsen a k a ou y arcsen a n y arcsena n 1 1 1 1 21 1 2 2 1 2 1 66. a) S ; 2 6 2 2 4 b) S 3 4 c) S ; ; 2 2 2 2 2 2 2 2 d) S 10 2 5 4 e) S ; 2 6 2 2 4 f) S ; 5 1 0 2 g) S cos 2 9
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