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Sérgio Paulo Mustafa Selemane Amuli Susana Diona de Amparo Francisco Langa Telvina Manuel Damas Trindade João Matos Zaia Cuambe Equações trigonométricas (equações fundamentais e equações clássicas) Licenciatura em Ensino de Matemática Universidade Rovuma Lichinga 2021 Sérgio Paulo Mustafa Selemane Amuli Susana Diona de Amparo Francisco Langa Telvina Manuel Damas Trindade João Matos Zaia Cuambe Equações trigonométricas (equações fundamentais e equações clássicas) Licenciatura em Ensino de Matemática Trabalho de Carácter Avaliativo em grupo, da cadeira de Matemática Escolar. Licenciatura em Ensino de Matemática 1°ano, Recomendado pelo: Docente: Valente M. S. Farahane Universidade Rovuma Lichinga 2021 Índice Introdução...........................................................................................................................2 Equações trigonométricas...................................................................................................3 Equações do tipo senx=sena.............................................................................................3 Equações do tipo cosx=cosa .............................................................................................5 Equações do tipo tgx=tga..................................................................................................7 Equações clássicas..............................................................................................................8 Equações do tipo asenx+bcosx=c ;a ,b , c∈ R+¿¿.............................................................8 Conclusão..........................................................................................................................10 Bibliografia.......................................................................................................................11 2 Introdução O presente trabalho de carácter avaliativo na cadeira de Matemática Escolar que visa abordar um ponto muito importante na matemática, trata-se de equações trigonométricas na qual teremos mas destaque para as equações fundamentais do tipo senx=sena;cosx=cosae tgx=tga; Alem deste ponto será abordado também acerca das equações clássicas do tipo asenx+bcosx=c ;a ,b , c∈ R+¿¿. Objectivos Objectivo Geral Estudar as equações trigonométricas. Objectivos Específicos Trazer equações fundamentais e Equações clássicas 3 Equações trigonométricas Equações trigonométricas são aquelas que envolvem as funções trigonométricas em seus membros. Exemplo: senx= 1 2 , tgx=tg π 4 ecos2 x=−cosx Resolver uma equação desse tipo significa encontrar os valores de x, caso existam, que a tornem uma sentença numérica verdadeira. Esses valores dos arcos (ou ângulos) que verificam uma equação trigonométrica chamam-se soluções da equação. (segundo Eliete Maria Goncalves e Vanilda Miziara Mello Chueiri). Como as equações trigonométricas possui uma gama muito grande de variantes, vamos fazer estudo dos principais tipos: Equações fundamentais A maioria das equações trigonométricas é ou reduzem-se a um dos três tipos a seguir: Equações do tipo sen x=sen a; Equações do tipo cos x=cosa; Equações do tipo tg x=tga. Equações do tipo sen x=sen a Analisando o círculo trigonométrico a baixo, temos que: Ou x e a têm a mesma imagem no círculo trigonométrico, isto é, x=a+2πk, k∈Z . Ou x e a têm imagens simétricas em relação ao eixo OY, isto é,x=(π−a )+2 kπ , k∈Z . Resumindo: sen x=sena⟺ { x=a+2πk ou x=(π−a )+2πk k∈Z Então V¿ {x∈ R : x=a+2kππ ou x=π−a+2 πk ondek∈Z } 4 Figura 1 Exemplos: a) sen x=√ 3 2 . Resolução: As extremidades dos arcos no circulo trigonométrico, para o qual sen x=√ 3 2 , são os pontos simétricos P e P’. Então, escrevemos: senx=sen π 3 Onde as soluções são: { x= π 3 +2 πk ou x=π− π 3 +2πk= 2π 3 +2πk 5 S={x∈R : x= π3 +2πk ou x= 2π 3 +2πk , com k∈Z } b) 2 sen2 x−1=0 Resolução: 2 sen2 x−1=0⟹ sen2x= 1 2 Então, escrevemos: sen2x=sen π 6 Onde as soluções são: { 2x= π 6 +2kπ⟹ x= π 12 +πk 2x=π− π 6 +2πk ou2 x= 5 π 6 +2πk⟹x=5 π 12 +π k S={x∈R ⃓ x= π12+πk ou x= 5 π 12 +πk com k∈Z } Equações do tipo: cos x=cosa Analisando o círculo trigonométrico da figura, temos que: Ou x e a têm a mesma imagem no círculo trigonométrico, isto é,x=a+2πk , k∈Z; 6 Ou x e a têm imagens simétricas em relação ao eixo OX, isto é,x=−a+2πk , k∈Z. Figura 2 Então: S={X∈R ⃓ X=A+πk oux=−a+2 πk ,onde k∈Z } Exemplos: a) cosx= 1 2 As extremidades dos arcos no ciclo trigonométrico, para o qual cosx= 1 2 ,são os pontos p e p’ simétricos em relação ao eixo dos cossenos. Então, escrevemos: cos x=cos π 3 , Onde as soluções são: x=± π 3 +2πk S={x∈R ⃓ x=± π3 +2πk ,com k∈Z } 7 b) cosx= −√3 2 Então: cos x=cos (5 π6 )⟹ x= 5 π 6 +2 πk ou x= −5 π 6 +2πk ,k∈Z Logo, S={x∈R ⃓ x± 5 π6 +2πk , k∈Z } c) cos3 x=√ 2 2 cos x=cos( π4 )⟹3 x= π 4 +2 πk ou3x= −π 4 +2πk , k∈Z ⟹ x= π 12 + 2πk 3 oux= −π 12 + 2 πk 3 , k∈Z Logo, S={x∈R ⃓ x= π12+ 2πk 3 oux= −π 12 + 2 πk 3 , k∈Z } e) Resolva a equação anterior no intervalo [0,2π ]. Fazendo k variar no item anterior de maneira que as soluções pertençam ao intervalo [0,2π ], obtemos: S={ π12 , 9 π 12 , 17 π 12 , 23π 12 , 7 π 12 , 15π 12 }. Equações do tipo: tg x=tga Analisando o círculo trigonométrico a baixo (figura 3), temos que Ou x e a têm a mesma imagem no círculo trigonométrico, isto é, x=a+2πk , k∈ Z. Ou x e a têm imagens simétricas em relação a origem, isto é, x=π+a+2πk ,k∈Z , istoe , x=a+(2k+1 )π , k∈Z . 8 Figura 3 Exemplos: a) tgx=−√3⟹ tgx=t g 2 π 3 ⟹ x=2π 3 +kπ , k∈Z Logo, S¿ {x∈R : x=2π3 +kπ , k∈Z } b) tg 2x=√ 3 3 ⟹ tg2 x=tg π 6 ⟹2x= π 6 +πk⟹ x= π 12 + kπ 2 , k∈Z . Então: S¿ {x∈R : x= π12+ kπ 2 , k∈ z}. Equações clássicas Equações do tipo: a sen x+bcos x=c ,coma ,b , c∈R+¿ ¿ As equações do tipo a sen x+bcos x=c sao resolvidas como auxiliodaprimeira relação fundamental, ou seja: {asenx+bcosx=csen2 x+cos2 x=1 9 Exemplo: determine o conjunto solução da equação senx+cosx=1. Com auxilio da relação sen2 x+cos2 x=1, formando o sistema: ⟹ {senx+cosx=1sen2 x+cos2 x Isolando cosx em :cosx=1−senx Substituindo na segunda: sen2x+(1−senx )2=1 sen2 x+1−2 senx+sen2 x=1 sen2 x−senx−0 Fazendo: senx= y; y2− y=0⟹ y ( y−1 )=0 y ’=0∧ y ’’=1 Como cosx=1−senx ,temos senx=0⟹ cosx=1−0⟹cosx=1 Então,x=2 πk senx=1⟹ cosx=1−1⟹ cosx=0 entao, x= π 2 +2πk Então combinando as soluções principais, temos a solução final: S = {x∈R : x= π2 +2πk ou x=2πk , com k∈Z} Proposto: 1.√3 senx+cosx=2 2.senx+cosx=0. 10 Conclusão Com base no trabalho apresentado de um conteúdo anteriormente introduzido, tange ao grupo realçar que, as equações trigonométricas elas podem ser apresentada sou transformadas de varias formas, isto é não existe um único método para resolver todas equações trigonométricas mas o objectivo é sempre de atingir o mesmo resultado certo. O estudo das equações trigonométricas requer conhecimento das relações trigonométricas, conhecer os ângulos especiais e mais, então abordou-se uma relação extremamente fundamental da trigonometria: sen2 x+cos2 x=1. 11 Bibliografia FILHO, Benigno Barreto; DA SILVA, Cláudio Xavier Matemática Ensino Médio. RIBEIRO, A; PRATES E VERGASTA E. DOMINGUEZ, G. BORGES L.; MARCARENHAS M.
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