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11. Função Trigonométrica Neste tópico, estudaremos as razões trigonométricas. O valor de uma razão trigonométrica está sempre associado ao valor de um arco, e a essa relação entre a razão trigonométrica e o arco denominamos de função trigonométrica, veremos as funções trigonométricas seno, cosseno e tangente. 11.1. Função Seno Seja P a extremidade de um arco no ciclo trigonométrico correspondente ao número real x. Considerando a projeção ortogonal de P no eixo vertical, a ordenada yp 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 ao numero real yp = sen x, ou seja, f(x) = sen x. Características da Função Seno Por definição, o domínio e o contradomínio da função seno são iguais a R. Em seu gráfico, chamado senoide, observamos ainda que a função seno: é periódica, de período (cada ciclo se completa em um intervalo de ) é limitada, pois seus valores estão no intervalo [- 1, 1], seu conjunto imagem é im = [- 1, 1]. é alternadamente crescente e decrescente, ou seja, é crescente nos intervalos * + sen x cresce de 0 a 1 * + sen x cresce de - 1 a 0 é decrescente nos intervalos * + sen x decresce de 1 a 0 * + sen x decresce de 0 a - 1 é simétrica em relação a origem é uma função ímpar, ou seja, sen (- x) = - sen x é limitada, ou seja, o máximo absoluto é 1 e o mínimo absoluto é – 1. Gráfico da função seno A função seno é positiva para os valores do 1º e 2º quadrantes e é negativa para os valores do 3º e 4º quadrantes. Vamos construir o gráfico da função de lei f(x) = sen x com base nos dados de uma tabela de valores para x. X 0 sen x Obs.: Observe que para valores de x maiores que ou menores que zero, o seno de x assume os valores da 1ª volta. Assim, a função seno é periódica, pois para todo x : sen x = sen (x + ) = sen (x + 4 ) = ... = sen (x + ), k Z. A curva obtida no intervalo [0, ] repete-se para x > e x < 0. Exemplo: 1) Determinar os valores reais de m para os quais existe x tal que sen x = 3m – 2. 2) Dadas as funções abaixo, determinar domínio, conjunto imagem, máximos e mínimos, período, os intervalos de crescimento e decrescimento e o esboço do gráfico: a) f(x) = 2 . sen x b) f(x) = sen 2x c) f(x) = sen x + 3 d) f(x) = - sen x 11.2. Função Cosseno Seja P a extremidade de um arco no ciclo trigonométrico correspondente ao número real x. Considerando a projeção ortogonal de P no eixo horizontal, a abscissa xp 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 ao numero real xp = cos x, ou seja, f(x) = cos x. Características da Função Cosseno Por definição, o domínio e o contradomínio da função cosseno são iguais a R. Em seu gráfico, chamado cossenoide, observamos ainda que a função cosseno: é periódica, de período (cada ciclo se completa em um intervalo de ) é limitada, pois seus valores estão no intervalo [- 1, 1], que significa que o seu conjunto imagem é im = [- 1, 1]. é alternadamente crescente e decrescente, ou seja, é crescente nos intervalos * + cos x cresce de - 1 a 0 * + cos x cresce de 0 a 1 é decrescente nos intervalos * + cos x decresce de 1 a 0 * + cos x decresce de 0 a - 1 é simétrica em relação ao eixo vertical y é uma função par, ou seja, cos (- x) = cos x é limitada, ou seja, o máximo absoluto é 1 e o mínimo absoluto é – 1. Gráfico da função cosseno A função cosseno é positiva para os valores do 1º e 4º quadrantes e é negativa para os valores do 2º e 3º quadrantes. Vamos construir o gráfico da função dada por f(x) = cos x com base nos dados de uma tabela de valores para x. X 0 cos x Obs.: Observe que para valores de x maiores que ou menores que zero, o cosseno de x assume os valores da 1ª volta. Assim, a função cosseno é periódica, pois para todo x : cos x = cos (x + ) = cos (x + 4 ) = ... = cos (x + ), k Z. A curva obtida no intervalo [0, ] repete-se para x > e x < 0. Exemplo: 1) Determinar os valores reais de m para os quais existe x tal que cos x = 2m + 4. 2) Dadas as funções abaixo, determinar domínio, conjunto imagem, máximos e mínimos, período, os intervalos de crescimento e decrescimento, e o esboço gráfico. a) f(x) = 2 . cos x b) f(x) = cos 3x 11.3. Função Tangente Seja P a extremidade de um arco, no ciclo trigonométrico de centro O, correspondente ao número real x. Considerando o ponto T intersecção entre a reta ⃡ e a reta tangente à circunferência pelo ponto A(1, 0). Sabemos que yt, ordenada do ponto T, é a tangente do arco de medida x. Logo: A função tangente é a função f: R - , - → R que associa cada número real x (com exceção dos valores côngruos a e ) ao numero real yt = tg x, ou seja, f(x) = tg x. Características da Função Tangente Por definição, o domínio é f: R - , - e o contradomínio é R. Em seu gráfico, chamado tangentoide, observamos ainda que a função tangente: é periódica, de período não é limitada, já que seu conjunto imagem é im = ] - , + ou R é crescente nos intervalos + *, em que é simétrica em relação ao eixo vertical y As retas verticais que passam pelos pontos de abscissa , são denominadas assíntotas da curva que representa a função dada por f(x) = tg x, quando um ponto se move ao longo de uma parte extrema dessa curva, a distância desse ponto à assíntota se aproxima de zero. Gráfico da função tangente Vamos construir o gráfico da função dada por f(x) = tg x com base nos dados de uma tabela de valores para x. x 0 cos x Obs.: Observe que para valores de x maiores que ou menores que zero, a tangente de x assume os valores da 1ª meia-volta. Assim, a função tangente também é periódica, pois para todo x do seu domínio, temos: tg x = tg (x + ) = tg (x + 2 ) = ... = tg (x + ), k Z. A curva obtida no intervalo + *repete-se para x > e x < - Exemplo: 1) Determinar o domínio da função f, tal que ( ) ( )
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