Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 Trigonometria: circunferência trigonométrica 2E Matemática 05 Aula O estudo das chamadas funções trigonométricas, em seus diversos aspectos, como crescimento, comportamento gráfico, domínio, imagem e período, é simplificado quando feito numa circunferência. –1 1 2– 1 2 1 0 y x1 4 π 1 2 π 3 4 π π 5 4 π 3 2 π 7 4 π 2π sen(x) cos(x) Mas qual é essa circunferência? Nesta aula, vamos definir uma circunferência trigonométrica que nos permitirá, ao longo desse estudo, chegar às chamadas funções trigonométricas. Circunferência trigonométrica Considere uma circunferência de centro na origem do sistema de coordenadas cartesianas e raio unitário, confor- me representado a seguir. A(1,0) + α – α (0,0) 2o. 1o. 3o. 4o. A circunferência de raio unitário, com centro na origem do sistema de coordenadas cartesianas e orienta- da, sendo positivo o sentido anti-horário, é denominada circunferência trigonométrica. O ponto (1, 0) é a origem dessa circunferência (e de todos os arcos trigonométricos). 2 Extensivo Terceirão Note que os eixos coordenados, conforme figura da direita que está acima, dividem a circunferência em quatro partes. São os quadrantes: 1o. quadrante (arcos entre 0° e 90°), 2o. quadrante (arcos entre 90° e 180°), 3o. quadrante (arcos entre 180° e 270°) e 4o. quadrante (arcos entre 270° e 360°). Arcos côngruos Existem infinitos arcos numa circunferência que possuem as mesmas extremidades. O que diferencia esses arcos é o número de voltas. Se a diferença entre as medidas de dois arcos numa circunferência trigonométrica for um múltiplo de 360° (2π rad), então esses arcos são denominados arcos côngruos. Exemplos: Note que os arcos de medidas 60°, 420° e 780°, marcados na circunferência trigonométrica, são côngruos. AB = 60° AB = 420° AB = 780° 60° + 0 · 360° 60° + 1 · 360° 60° + 2 · 360° B A B A B A Em relação ao exemplo anterior, temos: x = 60° + 0 · 360° 1a. determinação positiva x = 60° + 1 · 360° 2a. determinação positiva x = 60° + 2 · 360° 3a. determinação positiva . . . x = 60° +(– 1) · 360° 1a. determinação negativa x = 60° +(– 2) · 360° 2a. determinação negativa x = 60° +(– 3) · 360° 3a. determinação negativa . . . x = 60° + k · 360° expressão geral dos arcos côngruos a 60° (k ∈ ) Menor determinação positiva Em algumas situações, precisamos localizar a extremidade de um arco numa circunferência trigonométrica. Entre- tanto, nem sempre sua medida está na primeira volta positiva da circunferência. A menor determinação positiva de um arco cuja medida é superior a 360° (ou 2π rad) é obtida dividindo essa medida por 360° (ou 2π rad): o quociente dessa divisão fornece o número de voltas e o resto, corresponde à menor determinação positiva. Vamos exemplificar! Exemplo 1: Obtenha a menor determinação positiva do arco de medida 1 825°. Menor determinação positiva Número de voltas 1 825° 360° 25° 5 Aula 05 3Matemática 2E Assim, o arco de medida 1825° corresponde, no sentido anti-horário, a 5 voltas completas e mais 25°. Dessa forma, sua extremidade encontra-se no 1o. quadrante. Exemplo 2: Obtenha a menor determinação positiva do arco de medida 35 3 π rad 1.a maneira de resolver: 35 3 30 3 5 3 π π π = + Menor determinação positiva 10π (5 voltas) 2.a maneira de resolver: 35 3 6 3 5 3 5 π π π ⋅ Número de voltas Menor determinação positiva 2π (1 volta) Dessa forma, o arco de 35 3 π rad corresponde, no sentido anti-horário, a 5 voltas completas e mais 5 3 π rad. Sua extremidade está no 4o. quadrante. 01. Escreva a expressão geral de todos os arcos que são côngruos, na circunferência trigonométrica, ao arco de medida 45°. • Sendo x um arco qualquer côngruo ao arco de medida 45°, temos, pela definição de arcos côngruos, que a dife- rença entre as medidas desses arcos é um múltiplo de 360°, isto é: x – 45° = k · 360° x = 45° + k · 360° (k ∈ ) 02. Em relação ao exemplo anterior, escreva a medida do arco correspondente à 10a. determinação positiva e à 10a. determinação negativa. • Como já conhecemos a expressão geral dos arcos côngruos, basta substituir o valor de k, isto é: 10a. determinação positiva: k = 9 x = 45° + 9 · 360° x = 3285° 10a. determinação negativa: k = – 10 x = 45° + (– 10) · 360° x = – 3555° 03. Considere, numa circunferência trigonométrica, os arcos da forma x = k · 60° + 20°, sendo k um número inteiro. Obtenha todos os arcos da 1a. volta positiva, isto é, arcos que pertencem ao intervalo [0°, 360] • Devemos atribuir valores inteiros a k, ou seja: k x x k x x k x = ⇒ = ⋅ °+ °⇒ = ° = ⇒ = ⋅ °+ °⇒ = ° = ⇒ = ⋅ °+ °⇒ 0 0 60 20 20 1 1 60 20 80 2 2 60 20 xx k x x k x x k x = ° = ⇒ = ⋅ °+ °⇒ = ° = ⇒ = ⋅ °+ °⇒ = ° = ⇒ = 140 3 3 60 20 200 4 4 60 20 260 5 5 ⋅⋅ °+ °⇒ = °60 20 320x Portanto, são 6 os arcos na 1a. volta positiva, representados pela expressão dada. Situações resolvidas 4 Extensivo Terceirão 01. Considere, numa circunferência, o arco α π = 95 4 rad. Determine o quadrante em que está localizado esse arco, bem como a expressão geral de todos os arcos que são côngruos a ele. 02. (UTFPR) – Sabendo-se que (3x – 45°) e (2x + 135°) exprimem as medidas de dois arcos côngruos, pode-se afirmar que “x” é dado por: a) 120o. · (2k + 1), sendo k ∈ *+ b) 160o. · (3k + 1), sendo k ∈ + c) 120o. · (2k + 1), sendo k ∈ d) 180o. · (2k + 2), sendo k ∈ * e) 180o. · (2k + 1), sendo k ∈ Situações para resolver Testes Assimilação 05.01. Calculando-se a menor determinação do arco de 7230°, obtém-se: a) 15° b) 30° c) 45° d) 60° e) 75° 05.02. Qual é a menor determinação do arco de – 3120°? a) 60° b) 90° c) 120° d) 150° e) 180° 05.03. Calcule a primeira determinação positiva do arco de medida 43 . 4 a) π 2 b) 2 3 π c) π 4 d) 3 4 π e) 5 6 π 05.04. Obtenha a menor determinação positiva do arco de medida 7 . 3 a) π 3 b) 2 3 π c) π d) 4 3 π e) 5 3 π Aula 05 5Matemática 2E Aperfeiçoamento 05.05. Considere o arco α = 1570° numa circunferência trigonométrica. A expressão geral de todos os arcos côngruos a esse arco é dada por: a) 30° + 2kπ (k ∈ ) b) 130° + kπ (k ∈ ) c) 130° + 2kπ (k ∈ ) d) 230° + kπ (k ∈ ) e) 230° + 2kπ (k ∈ ) 05.06. Assinale a alternativa que indica corretamente a expressão geral de todos os arcos que são côngruos ao arco de medida − 40 3 π rad. a) π π 3 2+ ∈k k( ) b) π π 6 2+ ∈k k( ) c) π π 4 2+ ∈k k( ) d) 2 3 2 π π+ ∈k k( ) e) π π 5 2+ ∈k k( ) 05.07. (UEPG – PR) – Sobre arcos e ângulos, assinale o que for correto. 01) O menor ângulo formado pelos ponteiros de um reló- gio que está marcando 1 hora e 40 minutos é 170°. 02) Um trem desloca-se na velocidade constante de 60 km/h num trecho circular de raio igual a 500 m. En- tão, em um minuto ele percorre um arco de 2 rad. 04) Uma pessoa caminhando em volta de uma praça cir- cular descreve um arco de 160° ao percorrer 120 m. O diâmetro da praça é maior que 100 m. 08) Em 50 minutos, o ponteiro dos minutos de um relógio percorre 5 3 π rad. 05.08. (UFPR) – Maria e seus colegas trabalham em uma empresa localizada em uma praça circular. Essa praça é circundada por uma calçada e dividida em partes iguais por 12 caminhos retos que vão da borda ao centro da praça, conforme o esquema abaixo. A empresa fica no ponto E, há um restaurante no ponto R, uma agência de correio no ponto C e uma lanchonete no ponto L. Quando saem para almoçar, as pessoas fazem caminhos diferentes: Maria sem- pre se desloca pela calçada que circunda a praça; Carmen sempre passa pelo centro da praça, vai olhar o cardápio do restaurante e, se este não estiver do seu agrado, vai almoçar na lanchonete, caminhando pela calçada; Sérgio sempre passa pelo centro da praça e pelo correio, daí seguindo pela calçada para a lanchonete ou para o restaurante. Sabendo que as pessoas sempre percorrem o menor arco possível quando caminham na calçada que circunda a praça, avalie as afirmativas a seguir: CE R L I. Quando Carmen e Sérgio vão almoçar na lanchonete, ambos percorrem a mesma distância. II. Quando Maria e Sérgio vão almoçar na lanchonete, quem percorre a menor distância é Maria. III. Quando todos os três vão almoçar no restaurante, Carmen percorre a menor distância. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa I é verdadeira. b) As afirmativas I, II e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. e) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. 05.09. (PUC – SP) – Qual dos pares de ângulos é côngruo de 120°? a) –240° e 1920° b) 300° e 1500° c) 200° e 600° d) –100° e 0° e) –200° e 780° 6 Extensivo Terceirão 05.10. (CFTMG) – Na circunferência abaixo, o ponto M repre- senta a imagem de um arco de medida, em radianos, igual a M 0 a) − 56 3 π b) − 7 4 π c) 5 6 π d) 21 5 π Aprofundamento 05.11. Na figura a seguir, o hexágono regular ABCDEF está inscrito na circunferência trigonométrica. Os pontos A e D pertencem ao eixo das abscissas. Sobre os arcos com extre- midades nos vértices desse hexágono regular, considere as seguintes afirmações: I. A expressão geral desses arcos é x = k ∙ 60° (k ∈ ). II. Os arcos de extremidades em A e D podem ser represen- tados pela expressão x = k ∙ 180° (k ∈ ). III. Os arcos de extremidades em B e E podem ser represen- tados pela expressão x = k ∙ 180° + 60° (k ∈ ). IV. Os arcos de extremidades em C e F podem ser represen- tados pela expressão x = 180° ∙ k – 60° (k ∈ ). B A C D E F O número total de afirmações corretas é: a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 05.12. (PUC – SP) – Se α e β são medidas de dois arcos trigonométricos, tais que β = 180° – α, então pode-se afirmar que: a) a extremidade do arco de medida α é um ponto do 1°. quadrante e a do arco de medida β é um ponto do 2°. quadrante. b) as extremidades dos arcos de medidas α e β são simétri- cas em relação ao eixo das ordenadas. c) as extremidades dos arcos de medidas α e β são simétri- cas em relação ao eixo das abscissas. d) as extremidades dos arcos de medidas α e β são simétri- cas em relação à origem do sistema cartesiano. e) nenhuma das anteriores está correta. 05.13. (EMPO – PR) – Sobre o arco 33 5 π rad, é correto afirmar que: I. 108° é um arco côngruo. II. Sua expressão geral é 3π π 5 2+ k . III. É a 6ª. determinação positiva. IV. É a 7ª. determinação positiva. V. 7 5 rad é a 1ª. determinação negativa. VI. − 14 5 π rad é um arco côngruo. a) I, II e V são verdadeiras. b) II e III são as únicas falsas. c) São todas verdadeiras. d) IV e V são verdadeiras. e) São todas falsas. 05.14. (UEG – GO) – Na competição de skate a rampa em forma de U tem o nome de vert, onde os atletas fazem di- versas manobras radicais. Cada uma dessas manobras recebe um nome distinto de acordo com o total de giros realizados pelo skatista e pelo skate, uma delas é a “180 allie frontside”, que consiste num giro de meia volta. Sabendo-se que 540° e 900° são côngruos a 180°, um atleta que faz as manobras 540 Mc Tuist e 900 realizou giros completos de a) 1,5 e 2,5 voltas respectivamente. b) 0,5 e 2,5 voltas respectivamente. c) 1,5 e 3,0 voltas respectivamente. d) 3,0 e 5,0 voltas respectivamente. e) 1,5 e 4,0 voltas respectivamente. Aula 05 7Matemática 2E 05.15. Se um arco trigonométrico AM tem, no sentido horário, medida equivalente a 13 voltas inteiras mais 1 8 de volta, qual a expressão geral de todos os arcos côngruos a esse arco em radianos? 05.16. Uma unidade de medida de ângulo, o grado, é definida da seguinte maneira: um ângulo de medida 1 grado (1 gr) é um ângulo de vértice O que determina numa circunferência de centro O um arco de comprimento igual a 1 400 dessa circunferência. Determine, em radianos, a terceira determinação negativa do ângulo de 2550 gr. 1 gr O A B 1 400 da circunferência 05.17. Quantos graus mede um arco descrito por uma partícula que faz um percurso de 4π m numa circunferência de diâmetro 1,6 cm? 05.18. Quantos pontos distintos da circunferência trigono- métrica servem de extremidades para os arcos cujas medidas algébricas são dadas pela expressão x= (– 1)k α + kπ, onde 0 < α ≤ 2π e k ∈ ? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 6 Desafio 05.19. (UnB – DF) – O radar é um aparelho que usa o prin- cípio da reflexão de ondas para determinar a posição de um objeto que se encontra distante ou encoberto por nevoeiro ou nuvem. A posição do objeto é indicada sob a forma de um ponto luminoso que aparece na tela do radar, que apresenta ângulos e círculos concêntricos, cujo centro representa a posição do radar, conforme ilustra a figura abaixo. 120° 30° 20° 10° 0° 330° A B N LO S Considere que os pontos A e B da figura sejam navios detec- tados pelo radar, o navio A está a 40 km do radar e o navio B, a 30 km. Com base nessas informações e desconsiderando as dimensões dos navios, julgue os itens que se seguem. ( ) A distância entre os navios A e B é maior que 69 km. ( ) Se, a partir das posições detectadas pelo radar, os na- vios A e B começarem a se movimentar no mesmo instante, em linha reta, com velocidades constantes e iguais, o navio A para o leste e o navio B para o norte, então eles se chocarão. ( ) A partir da posição detectada pelo radar, caso B se movimente sobre um círculo de raio igual a 30 km, no sentido anti-horário, com velocidade constante de 40 km/h então, em 10 min, o navio B percorrerá um arco correspondente a 40 π ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ . 8 Extensivo Terceirão Gabarito 05.01. b 05.02. c 05.03. d 05.04. e 05.05. c 05.06. d 05.07. 11 (01 + 02 + 08) 05.08. b 05.09. a 05.10. a 05.11. e 05.12. b 05.20. Em 1792, durante a Revolução Francesa, houve na França uma reforma de pesos e medidas que culminou na adoção de uma nova unidade de medida de ângulos, que dividia o ângulo reto em 100 partes iguais, chamadas grado. Um grado (1 gr) é então a unidade que divide o ângulo reto em 100 partes iguais, e o minuto divide o grado em 100 partes, bem como o segundo divide o minuto também em 100 partes. Tudo isso para que a unidade de medição de ângulos ficasse em confor- midade com o sistema métrico. A ideia não foi muito bem sucedida, mas até hoje encontramos na maioria das calculadoras científicas as três unidades: grau, radiano e grado. Baseado no texto acima, responda: a) A quantos grados equivale meia-volta? E uma volta inteira? b) Em qual quadrante termina o arco trigonométrico de 250 gr? c) A quantos grados equivale 1 rad? d) A quantos graus equivale 1 gr? 05.13. a 05.14. a 05.15. x k k= + ∈ 7 4 2 π π, ( ) 05.16. e 05.17. 90000° 05.18. b 05.19. F, F, V 05.20. a) 200 gr; 400 gr b) 3°. quadrante c) 63,66 gr (aproximadamente) d) 0,9° = 54’ 9Matemática 2E Matemática 2EAula 06 Trigonometria: seno, cosseno e tangente na circunferência trigonométrica Nas duas primeiras aulas de trigonometria, abordamos os conceitos de arco, de ângulo, de medida de arco, de circunferência trigonométrica e também de arcos côngruos. Agora, temos a base para o estudo das chamadas razões trigonométricas na circunferência. As razões trigonométricas seno, cosseno e tangente de um arco serão aqui definidas. Inicialmente, observe as razões trigonométricas seno e cosseno de um ângulo agudo num triângulo retângulo em que a hipotenusa é unitária: m 1 n x • Cálculo do seno: sen(x) = n 1 sen(x) = n • Cálculo do cosseno: cos(x) = m 1 cos(x) = m Note que o seno e o cosseno, quando a hipotenusa é unitária, são numericamente iguais às medidas dos catetos oposto e adjacente, respectivamente. Esses resultados permitem o estudo da trigonometria na circunferência de raio unitário. Seno de um arco A partir do triângulo retângulo de hipotenusa medindo 1 u.c. (uma unidade de comprimento), podemos associar a cada arco na circunferência um valor para o seno. Numa circunferência trigonométrica, consideremos um arco AP de medida α. Define-se como sen a ordenadado ponto P de tal sistema de coordenadas. Ordenada do ponto P Pela definição, temos: sen = yP y x sen α r = 1 α P A 1 10 Extensivo Terceirão Observações: 1. Nas circunferências a seguir, observe os valores para o seno dos arcos de 0°, 90°, 180° e 270° y x sen α α P A α xA y P A = P x y sen α α P xA y sen 0° = 0 sen 90° = 1 sen 180° = 0 sen 270° = – 1 2. No primeiro quadrante, à medida que aumenta o arco, aumenta o valor do seno: sen α P A y x α sen α P A y x α sen α P A y x α 3. No segundo quadrante, à medida que aumenta o arco, diminui o valor do seno: α xA sen α P y sen α α xA P y sen α α xA y P 4. No terceiro quadrante, à medida que aumenta o arco, diminui o valor do seno: α xA y P sen α sen α α P xA y sen α α P xA y Aula 06 11Matemática 2E 5. No quarto quadrante, à medida que aumenta o arco, aumenta o valor do seno: P y xA sen α αα sen α P xA y α y xA sen α P 6. Para um arco real x qualquer, temos: –1≤ senx ≤1 Cosseno de um arco A partir do triângulo retângulo de hipotenusa medindo 1 u.c. (uma unidade de comprimento), podemos associar a cada arco na circunferência um valor para o cosseno. Numa circunferência trigonométrica, consideremos um arco AP de medida α. Define-se como cosα a abscissa do ponto P de tal sistema de coordenadas. Abscissa do ponto P Pela definição, temos: cos = xP y xcos α 1 r = 1 α P A Observações: 1. Nas circunferências a seguir, observe os valores para o cosseno dos arcos de 0°, 90°, 180° e 270° y x A = P r = 1 α P xA y α xA y P y x α P A cos 0° = 1 cos 90° = 0 cos 180° = – 1 cos 270° = 0 12 Extensivo Terceirão 2. No primeiro quadrante, à medida que aumenta o arco, diminui o valor do cosseno: cos α P A x � P A x � A x � cos α cos α P αα α y y y 3. No segundo quadrante, à medida que aumenta o arco, diminui o valor do cosseno: α xAcos α P y α xA P y α xA y P cos α cos α 4. No terceiro quadrante, à medida que aumenta o arco, aumenta o valor do cosseno: α xA y P cos α α P xA y α P xA y cos α cos α 5. No quarto quadrante, à medida que aumenta o arco, aumenta o valor do cosseno: α y xA cos α P α P xA y P y xA αcos α cos α 6. Para um arco real x qualquer, temos: –1≤ cos x ≤1 Aula 06 13Matemática 2E Algumas consequências A partir do seno e do cosseno de um arco, podemos definir a tangente do arco. Geometricamente, entretanto, a tangente pode ser obtida pelo prolongamento do segmento que une a extremidade do arco ao centro da circun- ferência. O segmento orientado AT representa a tangente do arco x. y A tg x T cos x sen x 1 x P O Observações: 1. Pelo teorema de Pitágoras temos, no triângulo retângulo de hipotenusa 1, catetos senx e cosx tais que: sen2x + cos2 x = 1 2. O triângulo retângulo de hipotenusa 1, catetos senx e cosx, é semelhante ao triângulo retângulo OAT. Então, dessas semelhanças, é fácil verificar que: tg x = sen xcos x 3. Os sinais das razões trigonométricas seno e cosseno, em cada quadrante, são: Cosseno + + – – Seno + – + – 4. Os sinais da tangente são obtidos pelo quociente entre o seno e o cosseno, em cada quadrante. 14 Extensivo Terceirão 01. Considerando que sen m α = −2 1 3 , determine todos os valores possíveis para m. • Conforme a variação do seno de um arco numa circunferência trigonométrica, podemos obter a variação dos valores de m, isto é: − ≤ ≤ − ≤ − ≤ − ≤ − ≤ − + ≤ ≤ + − ≤ ≤ − ≤ ≤ ⋅ 1 1 1 2 1 3 1 3 2 1 3 3 1 2 3 1 2 2 4 1 2 sen m m m m m α Assim, temos que m ∈ [– 1; 2] 02. Calcule o valor numérico da expressão y sen sen = ° − ° ° + ° 90 3 180 5 360 2 270 cos cos • Precisamos apenas conhecer os valores das ra- zões seno e cosseno dos arcos que dividem os quadrantes. Observando esses valores: y sen sen y y o o o o= − + = − ⋅ − ⋅ + ⋅ − = 90 3 180 5 360 2 270 1 3 1 5 1 2 1 4 3 cos cos ( ) ( ) Situações resolvidas 01. Considerando o arco de 1 radiano numa circunferên- cia trigonométrica, compare os valores de sen1, cos1 e tg1. 02. Considere que sen x m= − 2 3 e que o arco pertence à primeira volta positiva. Quais os possíveis valores para m? Situações para resolver Aula 06 15Matemática 2E Testes Assimilação 06.01. Define-se seno do arco AP de medida α na circun- ferência trigonométrica como sendo a ordenada da extre- midade P do arco. Assim sendo, quantas das afirmações a seguir são verdadeiras? sen α P A y x α r = 1 I. Existe arco trigonométrico cujo seno é igual a 3. II. Qualquer que seja o arco no ciclo, o seno do arco varia de –1 a 1. III. Existem vários arcos distintos no ciclo, cujo seno vale 0. IV. O seno de um arco de medida α pertencente ao segundo quadrante é positivo. V. Se um arco de medida α pertence ao quarto quadrante, então sen α > 0. VI. O valor do seno diminui à medida que o arco aumenta no intervalo de 90° a 180°. a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 06.02. Considerando os estudos no ciclo trigonométrico, indique V ou F em cada afirmação a seguir, conforme seja verdadeira ou falsa, respectivamente: ( ) Para um arco de medida α, se o seno e o cosseno têm sinais contrários, então certamente α pertence ao se- gundo quadrante. ( ) Considerando que o cosseno de um arco é igual a 1 ou –1, então a tangente desse arco vale zero. ( ) Dois arcos suplementares, no ciclo trigonométrico, tem senos iguais e cossenos opostos. ( ) Se a α medida de um arco é 10 rad, então: sen α < 0; cos α < 0 e tg α > 0. ( ) Os ângulos (em graus) α1 e α2 entre 0° e 360° para os quais sen α1 = cos α2 são tais que α1 + α2 = 270°. 06.03. Define-se cosseno de um arco AP de medida α no ciclo trigonométrico como sendo a abscissa da extremidade P do arco. Assim sendo, quantas das afirmações a seguir são verdadeiras? P A x � cos α α y r = 1 I. O cosseno de arcos com ponto final nos quadrantes pares é positivo. II. Se um arco α pertence aos segundo ou terceiro quadran- tes, então o cos α < 0. III. Para algum arco de medida α, cos .α = − 2 IV. Sendo α a medida de um arco trigonométrico, então –1 ≤ cos α ≤ 1. V. Para algum arco de medida α, pertencente ao quarto quadrante, tem-se cos α = 0,91. VI. O valor do cosseno aumenta à medida que o arco au- menta no intervalo de π π 2 rad a rad. a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 06.04. (IFAL) – Determine o valor da expressão: y tg sen= ⎛⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟cos π π π 3 4 6 − a) –2 b) –1 c) 0 d) 1 e) 2 16 Extensivo Terceirão Aperfeiçoamento 06.05. (MACK – SP) – Se 2 3 cos x , x 2 , 3 2 então o valor de tg x é igual a a) − 5 3 b) − 5 2 c) 5 3 d) 5 2 e) 2 5 06.06. Seja a um número real pertencente ao intervalo ] [π π 2 , . A expressão que representa um número real positivo é: a) cos a – sen a b) sen a ∙ tg a c) cos a ∙ sen a d) sen a – tg a e) cos a + tg a 06.07. (IFAL) – O valor da expressão sen tg sen 30 225 2 2 60 + cos ( ) π − − é a) 1. b) 1 2 . c) 3. d) 3. e) − 1 2 . 06.08. (PUCRJ) – Assinale a alternativa correta a) sen (1 000°) < 0 b) sen (1 000°) > 0 c) sen (1 000°) = cos (1 000°) d) sen (1 000°) = – sen (1 000°) e) sen (1 000°) = – cos (1 000°) 06.09. (UEL – PR) – O valor da expressão cos 2 3 3 2 5 4 π π π+ +sen tg é a) 2 3 2 − b) − 1 2 c) 0 d) 1 2 e) 3 2 06.10. (UEL – PR) – Dos números a seguir, o mais próximo de sen 5 é a) 1 b) 1 2 c) 0 d) − 1 2 e) –1 Aprofundamento 06.11. (UFRGS) – Considere as seguintes afirmações para arcos medidos em radianos: I. sen 1 < sen 3 II. cos 1 < cos 3 III. cos 1 < sen 1 Quais são verdadeiras? a) Apenas I é verdadeira. b) Apenas II é verdadeira. c) Apenas III é verdadeira. d) São verdadeiras apenas I e II. e)São verdadeiras I, II e III. Aula 06 17Matemática 2E 06.12. (UECE) – Se um ângulo é igual ao seu complemento, então o seno deste ângulo é igual a: a) 1 2 b) 2 2 c) 3 2 d) 1 06.13. (IFAL) – O valor de x na expressão x tg sen = °+ −⎛⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ° − 2160 20 3 2640 5 4 cos cos π π é: a) 0. b) 1. c) 2 3− . d) 3 2− . e) 2. 06.14. (CFTCE) – Sabendo que x é do 4o. quadrante e que cos ,x = 1 3 calcule o valor da expressão y sen x x = + + ( ) ( cos ) . 1 1 06.15. (UFRRJ) – Determine os valores reais de k, de modo que a equação 2 – 3cosx = k – 4 admita solução. 06.16. (UFC) – Sabendo que cos sen ,θ θ= = − 3 2 1 2 e que podemos afirmar corretamente que cos θ π θ π+ ⎛⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ + + ⎛⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥2 2 sen é igual a: a) 0 b) − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ − ⎛⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ 3 2 1 2 c) 3 2 1 2 ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ + ⎛⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ d) 3 2 1 2 ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ − ⎛⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ e) − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ + ⎛⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ 3 2 1 2 06.17. (UCS – RS) – Qual é o valor de sen (2α) para α tal que sen( ) .α π α π= ≤ ≤1 4 2 e Dado: para todo número real x vale a identidade trigonométrica sen(2x) = 2 sen(x) cos(x). a) − 15 4 b) − 15 8 c) 15 8 d) − 3 4 e) 15 4 06.18. (CESGRANRIO – RJ) – Se tgx = 5, então sen2x é igual a: a) 1 6 . b) 1 5 . c) 3 4 . d) 3 5 . e) 5 6 . 18 Extensivo Terceirão Gabarito 06.01. c 06.02. F, V, V, V, V 06.03. c 06.04. c 06.05. b 06.06. d 06.07. d 06.08. a 06.09. b 06.10. e 06.11. c Desafio 06.19. (UFCE) – O número 2 3+ é raiz da equação x tg g x2 1 0− ( cot ) .β β+ + = Calcule o valor de 392sen β ∙ cos β. 06.20. Sendo A e B arcos do 1°. quadrante, tais que sen A sen B 1 2 e cos cos , A B = 2 10 5 determine tg A e tg B. 06.12. b 06.13. c 06.14. y = ( )3 2 2 4 − 06.15. 3 ≤ k ≤ 9 06.16. c 06.17. b 06.18. e 06.19. 98 06.20. tg A e tg B 2 4 2 5 5 19Matemática 2E Matemática 2EAula 07 Trigonometria: relações entre as razões trigonométricas Vimos, na aula anterior, a definição de seno e cosseno de um arco numa circunferência trigonométrica: o seno representa uma ordenada enquanto que o cosseno representa uma abscissa. Dessa forma, tanto o sinal quanto o valor dessas duas razões trigonométricas podem ser obtidos conforme ilustrado a seguir. x r = 1 sen x x 1 cos x Duas relações trigonométricas foram então estabelecidas conhecendo-se o seno e o cosseno de um arco x: sen x x 1 cos x tg x sen2 2 1x x+ =cos e tg sen x x xcos Outras relações entre razões trigonométricas serão apresentadas a seguir, ampliando assim o conjunto das chama- das relações trigonométricas. Outras relações trigonométricas Além das razões trigonométricas seno, cosseno e tangente de um arco, também são definidas as razões cossecan- te, secante e cotangente de um arco numa circunferência trigonométrica. Cada uma dessas razões pode ser obtida por semelhança de triângulos. 20 Extensivo Terceirão Observe, nas circunferências a seguir, as razões trigonométricas cossecante, secante e cotangente. Fazendo a semelhança do triângulo destacado na figura com o triângulo retângulo de hipotenusa 1 e catetos sen x e cos x, tem-se: cotg cos sen x x x Fazendo a semelhança do triângulo destacado na figura com o triângulo retângulo de hipotenusa 1 e catetos sen x e cos x, tem-se: sec cos x x 1 Fazendo a semelhança do triângulo destacado na figura com o triângulo retângulo de hipotenusa 1 e catetos sen x e cos x, tem-se: cossec x x 1 sen eixo das cotangentes x 1 cotg x x 1 sec x x 1 cossec x Observações: 1. A partir da relação fundamental da trigonometria, é possível também obter duas outras relações: sec 2 21x x= + tg e cossec 2 21x x= + cotg 2. Os sinais nos quadrantes são obtidos a partir dos sinais do seno e do cosseno. Assim, tem-se: • Seno e cossecante: têm os mesmos sinais nos quadrantes; • Cosseno e secante: têm os mesmos sinais nos quadrantes; • Tangente e cotangente: têm os mesmos sinais nos quadrantes. Aula 07 21Matemática 2E 01. Considerando que sen(x) = 3 4 e que x é um arco do 2o. quadrante, obtenha o valor de tg(x). • A tangente de um arco é a razão entre o seno e o cosseno desse mesmo arco. Assim, primeiro vamos determinar a razão trigonométrica cosseno: sen2(x) + cos2(x) = 1 3 4 2⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ + cos2(x) = 1 cos2(x) = 1 – 9 16 cos2(x) = 7 16 ⇒ cos(x) = – 7 4 (x ∈ 2o. Q) • Utilizando a razão trigonométrica tangente, temos: tg(x) = sen x x ( ) cos( ) tg(x) = 3 4 7 4 − ⇒ tg(x) = – 3 7 = – 3 7 7 02. Simplifique a expressão trigonométrica E x tg x sen x x x = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ cos( ) ( ) sec(x) ( ) cotg( ) cossec( ) • Expressamos todas as razões trigonométricas em função de seno e cosseno, ou seja: E x sen x x x sen x x sen x sen x E= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⇒ cos( ) ( ) cos( ) cos( ) ( ) cos( ) ( ) ( ) 1 1 == ⇒ = ⋅ ⇒ = sen x x x sen x E sen x x sen x x E t ( ) cos( ) cos( ) ( ) ( ) cos( ) ( ) cos( ) gg x2( ) Situações resolvidas 01. Demonstre as seguintes relações trigonométricas: (I) sec 2 21x tg x= + (II) cossec cotg2 21x x= + Situações para resolver 22 Extensivo Terceirão 02. Considerando que θ é um arco do 2o. quadrante e que sen θ = 3 5/ , determine os valores das razões trigonométricas cos , sec , cossec , cot .g e tg 03. (UFAM) – A simplificação de 1 4 4 4 − − tg x x sen xcos é: a) cossec 4 x b) cos 4 x c) sen x4 d) sec 4 x e) cotg 4 x Testes Assimilação 07.01. Se tg θ = 1, θ pertence ao segundo quadrante, então cos θ é igual a: a) 0 b) 1 2 c) 2 2 d) 3 2 e) 1 07.02. (UNIFOR – CE) – Se tg eθ π π= < <− 4 3 2 0 , então a) cos θ = − 4 5 b) sen θ = − 4 5 c) cos θ = − 3 5 d) sen θ = 3 5 e) cos θ = 4 5 Aula 07 23Matemática 2E 07.03. (UNIFOR – CE) – Se o número real x é tal que π π < < =x e x 3 2 5sec ,− então cotg x é igual a 07.04. (UNIFOR – CE) – Para todo x ≠ kπ, k ∈ , a expressão cossec2x – cotg2x – sen2 x é equivalente a a) sen2x b) tg2x c) sec2x d) cos2x Aperfeiçoamento 07.05. (UFRR) – Indique qual das afirmações abaixo é ver- dadeira: a) cos 200º < tan 200º < sen 200º b) cos 200º < sen 200º < tan 200º c) sen 200º < tan 200º < cos 200º d) sen 200º < cos 200º < tan 200º e) tan 200º < sen 200º < cos 200º 07.06. (UEFS – BA) – Se tg θ θ= 6 5 cos , então sen θ é igual a a) 3 2 b) − 3 4 c) − 2 3 d) 2 3 e) 3 4 07.07. (VUNESP – SP) – Se (cos ) ( )x sen x e⋅ = 2 3 tg x com x= < <2 0 2 , , π determine o único valor de a) cos x b) sen x + sec x 07.08. (UNIFOR – CE) – Para todo x k k≠ ⋅ ∈π 2 , , a ex- pressão cos cos sec ec sen θ θ θ θ + + é equivalente a: a) cotg θ b) – cotg θ c) tg θ d) – tg θ e) sec θ ∙ tg θ 07.09. (UFPel – RS) Toda igualdade envolvendo funções trigonométricas que se verifica para todos os domínios de tais funções é uma Identidade Trigonométrica. A expressão idêntica a y = sen x ∙ tan x é a) y = cos x – sec x. b) y = sec x – cos x. c) y = sec x. d) y = 1 – cos x. e) y = sen x + cos x. 07.10. (UNIFICADO – RJ) – Se sen x x− cos ,= 1 2 o valor de senx.cosx é igual a: a) − 3 16 b) − 3 8 c) 3 8 d) 3 4 e) 3 2 24 Extensivo Terceirão Aprofundamento 07.11. (UNESP – SP) – A caçamba de um caminhão bascu- lante tem 3 m de comprimento das direções de seu ponto mais frontal P até a de seu eixo de rotação e 1 m de altura entre os pontos P e Q. Quando na posição horizontal, isto é, quando os segmentos de retas r e s se coincidirem, a base do fundo da caçamba distará 1,2 m do solo. Ela pode girar, no máximo, α graus em torno de seu eixo de rotação, localizado em sua parte traseira inferior, conforme indicado na figura. Disponível em: <www.autobrutus.com>. Adaptado. Dado cos α = 0,8 a altura, em metros, atingida pelo ponto P, em relação ao solo, quando o ângulo de giro α for máximo, é a) 4,8. b) 5,0. c) 3,8. d) 4,4. e) 4,0. 07.12. (UFR – RJ) – Os valores de m para que se tenha simultaneamente sen θ = 1 + 4 m e cos θ = 1 + 2 m são: a) 2 5 1 2 , − ⎫⎬ ⎭ ⎧ ⎨ ⎩ b) − −2 5 1 3 , ⎫⎬ ⎭ ⎧ ⎨⎩ c) − 1 2 1 10 , ⎫⎬ ⎭ ⎧ ⎨ ⎩ d) − 1 10 2 5 , ⎫⎬ ⎭ ⎧ ⎨ ⎩ e) − − 1 10 1 2 , ⎫⎬ ⎭ ⎧ ⎨ ⎩ 07.13. (FURG – RS) – As relações sen x k e= +1 2 tg x k k = +1 1− são satisfeitas para valores de k. O produto desses valores de k é: a) – 2 b) – 1 c) 0 d) 1 e) 2 07.14. (UFOP – MG) – Determine os valores de x sabendo-se que 0 ≤ a ≤ 2π e que: tg a x a x = + = + ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ 1 2 2sec . 07.15. (UNICAMP – SP) – Sejam k e θ números reais tais que senθ e cosθ são soluções da equação quadrática 2x2 + x + k = 0. Então, k é um número a) irracional. b) racional não inteiro. c) inteiro positivo. d) inteiro negativo. 07.16. (MACK – SP) – O valor de k, para o qual (cos x + sen x)2 + k . sen x . cos x – 1 = 0 é uma identidade, é: (Obs.: sen x . cos x ≠ 0) a) –1 b) –2 c) 0 d) 1 e) 2 Aula 07 25Matemática 2E Gabarito 07.01. c 07.02. c 07.03. 1 2 07.04. d 07.05. b 07.06. d 07.07. a) cos x = =1 3 3 3 b) sen x x+ = +sec ( )3 2 3 307.08. a 07.09. b 07.17. (FUVEST – SP) – O dobro do seno de um ângulo θ, 0 2 < <θ π , é igual ao triplo do quadrado de sua tangente. Logo o valor de seu cosseno é: a) 2 3 b) 3 2 c) 2 2 d) 1 2 e) 3 3 07.18. (FGV – SP) – Seja f uma função real tal que f x x x − − 1 1⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = , para todo x real não nulo. Sendo 0 2 < <θ π , o valor de f(sen2θ)é: a) sen2 θ b) cos2 θ c) tg2 θ d) sec2 θ e) cossec2 θ Desafio 07.19. (PUCCAMP – SP) – Sabendo-se que sen p sen q sen p q p q e+ = ⋅ + ⋅2 2 2 cos − cos cos ,p q sen p q sen p q− − −= ⋅ + ⋅2 2 2 simplificar a expressão E sen x sen x x x = +6 2 6 2cos cos . − 07.20. (UFOP – MG) – Se 2 2 n 1 tg x 1 cos x , então n cotg x 1é igual a: a) 2 1 1 2 n n − −( ) b) 2 1 2 n n c) n n −1 1 2( )+ d) ( )n n +1 2 1 2 + e) ( )n n −1 2 1 2 + 07.10. c 07.11. c 07.12. e 07.13. a 07.14. 3 e –1 07.15. b 07.16. b 07.17. b 07.18. c 07.19. E = – cotg 2x 07.20. a 26 Extensivo Terceirão Matemática 2EAula 08 Trigonometria: aplicações das razões trigonométricas No quadro a seguir, você encontra um resumo das relações trigonométricas, que são relações entre razões defi- nidas numa circunferência trigonométrica, para um mesmo arco x. Essas relações foram estudadas na aula anterior. sen x x2 2 1+ =cos tgx senx x = cos sec cos x x = 1 sec x2 = +1 2tg x cotgx x senx = cos cossec x = 1 senx cossec x2 = +1 2cotg x Observações: 1. Para existir tg x e sec x deve-se ter cos x ≠ 0 2. Para existir cotg x e cossec x deve-se ter sen x ≠ 0 3. Os sinais dessas razões trigonométricas nos quadrantes são: Seno e cossecante Cosseno e secante Tangente e cotangente – – + + – + – + + – – + As questões e testes propostos nesta aula foram selecionados com o objetivo de retomar e aprofundar o conheci- mento sobre as relações trigonométricas definidas numa circunferência trigonométrica. Testes Assimilação 08.01. (UPE – PE) – Num triângulo retângulo, temos que tg x = 3. Se x é um dos ângulos agudos desse triângulo, qual o valor de cos x? a) 1 2 b) 5 10 c) 2 2 d) 1 4 e) 10 10 Aula 08 27Matemática 2E 08.02. (UNISINOS – RS) – As funções seno e cosseno de qualquer ângulo x satisfazem a seguinte identidade: sen2x + cos2 x = 1. Se cos x = 0,5, quais são os possíveis valores do seno deste ângulo x? Lembre que sen2x = (sen x)2. a) − 5 2 5 2 e b) − 3 2 3 2 e c) − 1 2 1 2 e d) − 2 2 2 2 e e) − 3 4 3 4 e 08.03. (UEL – PR) – Se x é tal que π π< < = −x e x3 2 5sec , então o valor de sen x é a) 5 5 b) 2 5 5 c) − 5 5 d) − 2 5 5 e) − 30 5 08.04. (IFSC) – Se cos ( ) ,x x e= − < <12 13 3 2 π π x (3º. quadrante), então é CORRETO afirmar que o valor de tg (x) é: a) − 5 13 . b) − 5 12 . c) 5 13 . d) 5 12 . e) 0,334. Aperfeiçoamento 08.05. (FEI) – Sabendo que tg x( ) = 12 5 e que π π< <x 3 2 , podemos afirmar que: a) cotg (x) = −5 12 b) sec (x) = 13 5 c) cos (x) = −5 13 d) sen (x) = 12 13 e) nenhuma anterior é correta 08.06. (UFSC) – Sabendo que cossec x = 5 4 e x é do primeiro quadrante, então o valor da expressão 9 2 2⋅ +(sec )x tg x é: 28 Extensivo Terceirão 08.07. (UEPG – PR) – Sendo x um arco do 1º. quadrante e sabendo que sen sec ,x a a e x a a = + = + +1 1 2 assinale o que for correto. 01) cos sen2x x= 02) cotg cosx x⋅ = 3 6 04) tgx = 3 3 08) cossecx = 3 2 16) sen2 3 2 x = 08.08. (IBMEC – RJ) – O valor de m para que exista um ângulo x com cos ( )x m e tg x m= − = −2 1 2 é dado por: a) Um número par. b) Um número ímpar. c) Um número negativo. d) Um número natural maior que 10. e) Um número irracional. 08.09. (ACAFE – SC) – Se x e sen x x∈⎤ ⎦⎥ ⎡ ⎣⎢ + = −3 2 2 5 1 π π, cos , então o valor da expressão 75 11 ⋅ + −(sec x cossec x sen x) é: a) 4 5 b) − 3 5 c) 5 4 d) 11 60 08.10. (UFSJ – MG) – Considerando os valores de θ, para os quais a expressão senθ θ θ θcsc cos sec + é definida, é CORRETO afirmar que ela está sempre igual a a) 1. b) 2. c) sen θ. d) cos θ. Aprofundamento 08.11. (UDESC ) – A expressão sec (x) (x) cossec (x) cot (x) 2 2 2 2 1 1 1 1 − + + + +tg g é igual a: a) 1 2 2− cos (x) b) 3 2 2+ cos (x) c) 3 2 2+ sen (x) d) 1 e) 1 2 2+ sen (x) 08.12. (CFTMG) – Sabendo-se que sen a – cos a = m e sen a + cos a = n, o valor de y = sen4a – cos4a, é a) mn b) m – n c) m + n d) m2 – n2 08.13. (UFTM – MG) – Dado um triângulo isósceles de lados congruentes medindo 20 cm, e o ângulo α formado por esses dois lados, tal que 4sen 3cosα α= , determine: a) O valor numérico de senα. b) O perímetro desse triângulo. Aula 08 29Matemática 2E 08.14. (UFC – CE) – Considere a igualdade tgx = cotgx + [P ∙ (2 – sec2x)/2tgx]. Assinale a opção que apresenta o valor de P, para o qual a igualdade acima seja válida para todo x ∈ , x ≠ kπ 2 , k inteiro. a) 2. b) 1. c) 0. d) –1. e) –2. 08.15. (UNICAMP – SP) – Seja x um número real tal que sen x x+ =cos , .0 2 Logo, | cos |sen x x− é igual a a) 0,5. b) 0,8. c) 1,1. d) 1,4 08.16. (FGV – SP) – No círculo trigonométrico de raio unitá- rio indicado na figura, o arco AB mede α. Assim, PM é igual a y x P α B 0M A a) − −1 tg α b) 1− cos α c) 1+ cos α d) 1+ sen α e) − +1 cotg α 08.17. (FUVEST – SP) – Na figura a seguir, a reta r passa pelo ponto T = (0,1) e é paralela ao eixo Ox. A semirreta Ot forma um ângulo α com o semieixo Ox ( )0 90° < < °α e intercepta a circunferência trigonométrica e a reta r nos pontos A e B, respectivamente. y α A B O T t r x A área do ΔTAB, como função de α, é dada por: a) 1 2 − ⋅sen α αcos b) 1 2 − ⋅cos α αsen c) 1 2 − ⋅sen tgα α d) 1 2 − ⋅sen α αcotg e) 1 2 − ⋅sen senα α 08.18. (UFSCAR – SP) – O conjunto das soluções em r e θ do sistema de equações r sen r cos 1 . . θ θ = = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ 3 para r > 0 e 0 ≤ θ < 2π é: a) 2 6 , π⎧ ⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ b) 1 3 , π⎧ ⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ c) {2, 1} d) {1, 0} e) 2 3 , π⎧ ⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ 30 Extensivo Terceirão Desafio 08.19. (FUVEST – SP) – Sabe-se que existem números reais A e x0 sendo A > 0, tais que sen x + 2 cos x = A cos (x – x0) para todo x real. O valor de A é igual a a) 2 b) 3 c) 5 d) 2 2 e) 2 3 Gabarito 08.01. e 08.02. b 08.03. d 08.04. d 08.05. c 08.06. 41 08.07. 21 (01 + 04 + 16) 08.08. b 08.09. c 08.10. a 08.11. e 08.12. a 08.20. (UFLA) – Sabendo que sen a a 2 1 2 ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = ± − cos e sen(a + b) = sen(a) cos(b) + sen(b) cos(a), calcule o seno de 37,5°. 08.13. a) 3 5 b) 4 10 10( )+ cm 08.14. e 08.15. d 08.16. c 08.17. d 08.18. e 08.19. c 08.20. 8 2 2 2 6 4 + −
Compartilhar