Lezione 13 — Funzioni trigonometriche
Grafici di sin, cos, tan. Periodicità, ampiezza, fase, frequenza. Modellazione di fenomeni periodici.
Used in: 1.º ano EM · Física (ondas) · Engenharia (sinais)
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Definição e parâmetri
"The sine and cosine functions are periodic functions with period . That is, for every input , and ." — OpenStax Algebra and Trigonometry 2e, §6.1
Função senoidal generalizada
Para com :
- Amplitude : distância do eixo médio aos picos. Imagem: .
- Frequência angular : velocità de oscilação. Período . Frequência .
- Fase inicial : deslocamento horizontal. atinge seu máximo quando .
- Deslocamento verticale : meio do gráfico.
Gráficos de sin x (azul) e cos x (laranja). Defasados por π/2. Ambos têm amplitude 1 e período 2π.
Gráfico de
Período , com assíntotas verticais em (onde ). Imagem: . Crescente em cada período.
Esempi risolti
Cinco exemplos com dificuldade crescente — desde identificar amplitude e período até modelar uma maré real e resolver equação trigonométrica de 2.º grau. Cada exemplo cita sua fonte: o problema original vem sempre de um livro aberto.
Exercise list
40 exercises · 10 with worked solution (25%)
- Ex. 13.1Application
Esboce em . Identifique amplitude e período.
- Ex. 13.2Application
Esboce . Período?
- Ex. 13.3Application
Esboce . Período?
- Ex. 13.4Application
Esboce . Defasagem?
- Ex. 13.5Application
Esboce . Identifique a imagem.
- Ex. 13.6Application
Identifique amplitude, período e fase em .
- Ex. 13.7ApplicationAnswer key
Identifique imagem de .
- Ex. 13.8Application
Para , qual o período em segundos?
- Ex. 13.9Application
Para , mostre que o período é .
- Ex. 13.10ApplicationAnswer key
Esboce em .
- Ex. 13.11Application
Risolvi em .
- Ex. 13.12Application
Risolvi em .
- Ex. 13.13Application
Risolvi em .
- Ex. 13.14Application
Risolvi em .
- Ex. 13.15Application
Risolvi em .
- Ex. 13.16Application
Risolvi em .
- Ex. 13.17ApplicationAnswer key
Risolvi em .
- Ex. 13.18Application
Risolvi em .
- Ex. 13.19Application
Risolvi em .
- Ex. 13.20ApplicationAnswer key
Risolvi em .
- Ex. 13.21Modeling
A maré em Salvador oscila entre m e m com período h. Modele a altezza supondo que em a maré está no nível médio e subindo.
- Ex. 13.22ModelingAnswer key
Tensão da rede elétrica brasileira: V. Tensão eficaz?
- Ex. 13.23Modeling
A altezza de uma cadeirinha de roda gigante (raio 10 m, eixo a 12 m do solo) gira 1 volta a cada 4 min. Modele supondo que parte do ponto mais baixo em .
- Ex. 13.24ModelingAnswer key
Som puro de 440 Hz tem . Quantas oscilações em 1 segundo?
- Ex. 13.25ModelingAnswer key
A temperatura média mensal em Brasília oscila entre C (julho) e C (outubro). Modele com em meses (1 = janeiro).
- Ex. 13.26Modeling
Pêndulo de lunghezza m oscila a . Para m/s², qual o período?
- Ex. 13.27Modeling
Sistema massa-mola: kg, N/m. Frequência natural . Calcola.
- Ex. 13.28Modeling
Em meccanica vibratória, cm. Velocidade máxima?
- Ex. 13.29Modeling
Marés sob influência só lunar (M2): período h min. Frequência em Hz?
- Ex. 13.30Modeling
Uma estrela cefeida varia brilho com dias e amplitude magnitudes em torno de uma média de mag. Modele .
- Ex. 13.31Modeling
A profundidade de mergulho de um submarino oscila como m. Profundidade máxima e mínima? Período?
- Ex. 13.32ModelingAnswer key
Em GPS, sinal portador L1 de MHz. Período em segundos?
- Ex. 13.33Understanding
Mostra che para todo . (Resultado por trás de motores trifásicos.)
- Ex. 13.34UnderstandingAnswer key
Esboce . (Lições de Fourier — somar harmônicas.)
- Ex. 13.35Understanding
Mostra che com .
- Ex. 13.36Understanding
Verifica: .
- Ex. 13.37Challenge
Risolvi em . (Use .)
- Ex. 13.38ChallengeAnswer key
Risolvi em .
- Ex. 13.39Proof
Demonstre .
- Ex. 13.40Proof
Demonstre que usando o cerchio trigonométrico.
Fontes
Apenas livros que alimentaram diretamente o texto e os exercícios.
- Algebra and Trigonometry 2e — Jay Abramson et al. (OpenStax) · 2022, 2ª ed · EN · CC-BY 4.0 · §6.1-6.3 (gráficos), §7.5 (equações), §9.2-9.3 (identidades). Fonte primária dos blocos A, B, D.
- Precalculus / College Algebra / Trigonometry — Carl Stitz, Jeff Zeager · 2013, v3 · EN · CC-BY-NC-SA · §10.4-10.5 (identidades), §10.7 (equações), §11.1-11.2 (funções e inversas). Fonte do bloco B (equações) e dos exemplos 5.
- Active Calculus — Matt Boelkins · 2024 · EN · CC-BY-NC-SA · §0.7-0.8: precálculo trigonométrico aplicado, modelagem de marés. Fonte do exemplo 3 e do bloco C.
- University Physics (Volume 1) — OpenStax · 2016 · EN · CC-BY 4.0 · §15.1 (MHS), §15.4 (pêndulos), §16.1 (ondas), §17.1 (som). Fonte do bloco C (modelagem física).
- University Physics (Volume 2) — OpenStax · 2016 · EN · CC-BY 4.0 · §15.2-15.3 (circuitos AC), §16.1 (ondas EM). Fonte dos exercícios 13.22 e 13.32.
- Matemática elementar / Trigonometria — Wikilivros · vivo · PT-BR · CC-BY-SA · referência nativa em português, complementar.