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Matemática CICLO TRIGONOMÉTRICO 1 Sumário Introdução .................................................................................................................................... 2 Objetivo......................................................................................................................................... 2 1. Ciclo trigonométrico............................................................................................................. 2 1.1. Conceito ............................................................................................................................ 2 1.2. Conversão de unidades .................................................................................................... 6 Exercícios ...................................................................................................................................... 7 Gabarito ........................................................................................................................................ 8 Resumo ......................................................................................................................................... 8 2 Introdução Na apostila Trigonometria no Triângulo Retângulo aprendemos sobre o triângulo retângulo, as razões trigonométricas: seno, cosseno, tangente, cotangente, secante e cossecante; o uso dessas razões é muito amplo e muito importante no estudo da trigonometria. Nesta apostila abordaremos o tema círculo trigonométrico, será apesentado seu conceito e utilidade na resolução de problemas. Esta ferramenta gráfica se classifica como uma das mais importantes na trigonometria. Compreender a lógica do ciclo trigonométrico e para quê ele serve, torna a trigonometria bem mais fácil. O uso do ciclo trigonométrico permite determinadar algumas propriedades trigonométricas especiais, além de ajudar na construção, marcação e interpretação de gráficos. Objetivo • Apresentar o conceito de ciclo trigonométrico e seus elementos; • Identificar as medidas de arcos, suas unidades de medidas (grau e radiano) e o comprimento do arco. 1. Ciclo trigonométrico 1.1. Conceito O círculo trigonométrico também denominado por ciclo trigonométrico ou circunferência trigonométrica é uma representação gráfica composta por uma circunferência que varia 0° a 360°, seu centro está na origem do sistema cartesiano (0,0) e possue raio de medida 1. Sua equação de circunferencia é: é x2+y2=1 e para cada ponto disposto na circunferência é associado um número real. O ciclo é utilizado para indicar medidas de ângulos e seus respctivos valores de seno, cosseno e tangente; ao utilizar retas alinhadas a este ciclo é possivel também identificar os valores da secante, cossecante e cotangente de um ângulo qualquer. Observe na figura a seguir o ciclo com a indicação da localização das razões trigonométricas. 3 Ciclo trigonométrico destacando as razões trigonométricas No ciclo trigonométrico existem simetrias, ou seja, correspondências, que precisamos destacar devido sua importância e que facilitam na resolução de vários problemas. A simetria em relação ao eixo vertical, equivale ao seno, ao eixo horizontal o cosseno e em relação ao centro é a origem. Os valores distribuídos no contorno da circunferência que podem ser verificados na figura a seguir, ajudam no cálculo dos valores das funções trigonométricas. Ciclo Trigonométrico 4 Outro fato importante, é que o seno é medido através do eixo y, sendo que os ângulos que ficam abaixo da origem possuem seno negativo e aqueles que ficam acima possume seno positivo. O cosseno é medido pelo eixo x, onde os ângulos à esquerda da origem são negativos e à direita positivos. FIQUE ATENTO! A leitura feita no ciclo trigonométrico consiste em primeiramente identificar a função trigonométrica e localizar se está no eixo correspondente ao ciclo, em O sentido do ciclo trigonométrico é positivo quando se movimenta no sentido anti-horário e negativo quando se movimenta no sentido horário. 5 seguida encontrar o ângulo solicitado para assim descobrir a constante relativa à razão trigonométrica. A construção do ciclo trigonométrico se dá, através de uma circunferência em um sistema de coordenadas cartesianas, onde o valor do raio, sempre será 1 e o centro coincide com a origem do sistema cartesiano. Os eixos X e Y acabam dividindo o círculo em quatro partes iguais, na qual chamamos de quadrantes e sua a contagem é feita no sentido anti-horário a partir do ponto A, conforme vemos nas figuras abaixo. Na primeira figura, temos a circunferência mostrando seus quadrantes divididos em graus, o que daria 360° numa volta completa e como vemos na segunda em radianos uma volta completa dando 2 π rad. Recordando a fórmula do perímetro de um círculo, temos que 2 π r, e como o radiano é a mesma medida do raio, basta fazer a substituição na fórmula por rad(radiano). Desta forma temos, podemos verificar no quadro abaixo, como cada quadrante se comporta em graus e em radianos: Primeiro Quadrante 0º < A < 90º 0 < A < π/2 Segundo Quadrante 90º < A < 180º π/2 < A < π Terceiro Quadrante 180º < A < 270º π < A < 3π/2 Quarto Quadrante 270º < x < 360º 3π/2 < x < 2π 6 1.2. Conversão de unidades A medida de um ângulo pode ser associada a duas unidades de medidas distintas; graus ou a radianos. A relação existente entre graus e radianos é que cada π vale 180°, logo 2π = 2.180° = 360° , 3π = 3.180° = 540º e assim sucessivamente; assim durante a conversão de pi-radiano para graus, basta substituir o valor de pi. Observe no exemplo a seguir como realizar estes cálculos. Exemplo 1: Realize as conversões de pi-radiano para graus, sabendo que 𝜋 = 180 : a) 𝜋 5 𝑙𝑜𝑔𝑜 180° 5 = 36° b) 3𝜋 4 𝑙𝑜𝑔𝑜 3 . 180° 4 = 135° c) 7𝜋 2 𝑙𝑜𝑔𝑜 7 . 180° 2 = 630° IMPORTANTE! Já para transformar graus em pi-radianos é necessário aderir a uma regra de três, como será apresentado no exemplo a seguir: Exemplo 2: Realize as conversões de graus para pi-radiano: a) 130° para π radianos. Graus______Radianos 130°_________x 180°__________π 𝑥 . 180 = 𝜋 . 130 𝑥 = 130𝜋 180 → 𝑥 = 13𝜋 18 Os ângulos notáveis do ciclo trigonométrico (em radianos) são π/6, π/3, π/4, π/2, π e todos os seus múltiplos (por exemplo, 5π/6). 7 b) 240° para π radianos. Graus______Radianos 240°_________x 180°__________π 𝑥 . 180 = 𝜋 . 240 𝑥 = 240𝜋 180 → 𝑥 = 4𝜋 3 CAI NA PROVA! Exercícios 1. (Autor, 2019) Organize em ordem crescente as seguintes medidas de ângulos: 4𝜋 3 , 50°, 𝜋 6 , 2𝜋 5 , 87° 2. (Autor, 2019) Determine em qual quadrante é possível encontrar o ângulo de 260°? a) 1º quadrante b) 2º quadrante c) 3º quadrante d) 4º quadrante 3. (Autor, 2019) Qual é o sinal correspondente ao seno e cosseno, nessa ordem, de um ângulo de 120°? Ao realizar a conversão de graus para pi-radiano, constantemente será realizado a simplificação de frações; jamais no comando será descrito para simplificar, porém um resultado disposto em alternativas de múltipla escolha quasesempre estará simplificado. 8 a) positivo e positivo. b) positivo e negativo. c) negativo e positivo. d) negativo e negativo. Gabarito 1. Para ordenar as medidas, é necessário que estejam na mesma unidade de medida, desta forma é mais fácil transformar tudo em graus, uma vez que a ordenação fica mais fácil. Lembre-se que 𝜋 = 180°. 4𝜋 3 = 4 . 180° 3 = 240° 𝜋 6 = 180° 6 = 30° 2𝜋 5 = 2 . 180° 5 = 72° Logo a ordem crescente destes valores fica da seguinte maneira: 𝜋 6 < 50° < 2𝜋 5 < 87° < 4𝜋 3 2. Dividindo 260º por 90º, temos um valor aproximado de 2,88 de onde pode-se concluir que o ângulo de 240º localiza-se no terceiro quadrante; lembrando que o ciclo é composto por quatro quadrantes. 3. Um ângulo de 120° localiza-se no 2° quadrante, pois 120° dividido por 90° é igual a aproximadamente 1,33. No segundo quadrante o seno é positivo e o cosseno negativo, logo a opção correta é a letra b. Resumo O ciclo trigonométrico é uma importante ferramenta gráfica que auxilia na compreensão de conceitos relacionados a trigonometria. Este círculo é composto por quatro quadrantes e seus eixos coordenados são representados pelas razões trigonométricas seno e cosseno. A interpretação do ciclo consiste em identificar o ângulo, este pode se encontrar na medida de graus ou pi-radianos (a conversão 9 entre essas unidades se baseia no fato de pi = 180°) e assim visualizar o valor correspondente a razão trigonométrica solicitada. Vimos que o seno é medido através do eixo y, sendo que os ângulos que ficam abaixo da origem possuem seno negativo e aqueles que ficam acima possuem seno positivo e o cosseno é medido pelo eixo x, onde os ângulos à esquerda da origem são negativos e à direita positivos. Como o ciclo pode ser dividido em quadrantes, temos: Primeiro Quadrante 0º < A < 90º 0 < A < π/2 Segundo Quadrante 90º < A < 180º π/2 < A < π Terceiro Quadrante 180º < A < 270º π < A < 3π/2 Quarto Quadrante 270º < x < 360º 3π/2 < x < 2π 10 Referências bibliográficas GIOVANNI, José Ruy; BONJORNO, José Roberto. Matemática Completa. São Paulo: FTD, 2005 IEZZI, Gelson et al. Matemática: ciência e aplicações. São Paulo: Atual, 2014. MACHADO, A. dos Santos. Matemática: temas e metas 2 - Trigonometria e Progressões. São Paulo: Atual, 1986. Referências imagéticas https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e8/CirculoTrigonometrico.svg/640px- CirculoTrigonometrico.svg.png. Acessado em: 03/03/2019 às 11h30.
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