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Lição 11 — Razões trigonométricas no triângulo retângulo

Seno, cosseno e tangente como razões entre lados do triângulo retângulo. Da Babilônia (1800 a.C.) até o GPS do seu celular.

Usado em: 1.º ano EM · Física básica (vetores) · Topografia · Math I japonês · Klasse 10 alemã

sin⁡θ=ophip,cos⁡θ=adjhip,tan⁡θ=opadj\sin\theta = \frac{\text{op}}{\text{hip}},\quad \cos\theta = \frac{\text{adj}}{\text{hip}},\quad \tan\theta = \frac{\text{op}}{\text{adj}}

Razões trigonométricas no triângulo retângulo. Definidas para um ângulo agudo θ; só dependem do ângulo, nunca do tamanho do triângulo. É a base de toda a trigonometria.

Escolha sua porta

Notação rigorosa, derivação completa, hipóteses

Definição rigorosa

θa (oposto)b (adjacente)c (hipotenusa)A (θ)CB

Triângulo retângulo. Seno = oposto/hipotenusa, cosseno = adjacente/hipotenusa, tangente = oposto/adjacente. Mnemônico SOH-CAH-TOA.

Por que as razões só dependem do ângulo?

Semelhança de triângulos (Tales): triângulos com os mesmos três ângulos são semelhantes — todos os seus lados são proporcionais. Num triângulo retângulo com ângulo agudo θ\theta, qualquer ampliação ou redução preserva os três ângulos (90°, θ\theta e 90°−θ90°-\theta). A razão a/ca/c é portanto a mesma para todos esses triângulos — depende apenas de θ\theta.

"If two right triangles have an acute angle of equal measure, the triangles are similar; therefore, the ratios of the corresponding sides will be equal." — OpenStax Algebra and Trigonometry 2e, §5.2

Identidade fundamental

sin⁡2θ+cos⁡2θ=1\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1
(1)
o que isso quer dizer · Vem de a² + b² = c² (Pitágoras), dividindo ambos os lados por c²: (a/c)² + (b/c)² = 1, ou seja sin²θ + cos²θ = 1.

Valores notáveis — tabela e derivação

Os valores de 30°, 45° e 60° surgem de dois triângulos elementares:

1 (base)√3260°30°Triângulo 30-60-9011√245°45°Triângulo 45-45-90

Esquerda: metade de um triângulo equilátero de lado 2 gera o 30-60-90. Direita: diagonal do quadrado de lado 1 gera o 45-45-90.

θ\thetasin⁡θ\sin\thetacos⁡θ\cos\thetatan⁡θ\tan\theta
30°30°12\dfrac{1}{2}32\dfrac{\sqrt{3}}{2}33\dfrac{\sqrt{3}}{3}
45°45°22\dfrac{\sqrt{2}}{2}22\dfrac{\sqrt{2}}{2}11
60°60°32\dfrac{\sqrt{3}}{2}12\dfrac{1}{2}3\sqrt{3}

Derivação 30-60-90: Pega um triângulo equilátero de lado 2 e traça a altura, bissectando a base. Obtém-se um triângulo retângulo com hipotenusa 2, base 1 e altura 4−1=3\sqrt{4-1} = \sqrt{3}. O ângulo menor é 30° (base), o maior é 60° (topo).

Derivação 45-45-90: Triângulo retângulo isósceles tem catetos iguais a=ba = b. Por Pitágoras: c=a2c = a\sqrt{2}. Logo sin⁡45°=a/(a2)=2/2\sin 45° = a/(a\sqrt{2}) = \sqrt{2}/2.

Exemplos resolvidos

Lista de exercícios

40 exercícios · 10 com solução desenvolvida (25%)

Aplicação 24Compreensão 6Modelagem 9Desafio 1
  1. Ex. 11.1CompreensãoGabarito

    Quando um triângulo retângulo com hipotenusa 1 é inscrito num círculo de raio 1, quais lados do triângulo correspondem às coordenadas xx e yy do ponto no círculo?

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Num círculo de raio 1, a coordenada x do ponto na circunferência é o cosseno (cateto adjacente) e a coordenada y é o seno (cateto oposto). Portanto, os lados do triângulo retângulo inscrito que correspondem às coordenadas x e y são o cateto adjacente e o cateto oposto, respectivamente.
  2. Ex. 11.2CompreensãoGabarito

    A tangente de um ângulo compara quais lados do triângulo retângulo?

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    A tangente compara o cateto oposto ao ângulo com o cateto adjacente ao ângulo: tan⁡θ=opostoadjacente\tan\theta = \frac{\text{oposto}}{\text{adjacente}}. Mnemônico SOH-CAH-TOA: TOA = Tangente é Oposto sobre Adjacente.
  3. Ex. 11.3Compreensão

    Qual é a relação entre os dois ângulos agudos de um triângulo retângulo?

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Num triângulo retângulo, um ângulo já mede 90°; como a soma dos três ângulos é 180°, os outros dois devem somar 90°, ou seja, são complementares. Isso explica por que cos⁡θ=sin⁡(90°−θ)\cos\theta = \sin(90°-\theta) — daí o nome co-seno (complemento do seno).
  4. Ex. 11.4CompreensãoGabarito

    Explique a identidade de cofunção. O que ela afirma sobre seno e cosseno de ângulos complementares?

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    A identidade de cofunção diz que seno e cosseno são cofunções: sin⁡θ=cos⁡(90°−θ)\sin\theta = \cos(90°-\theta) e cos⁡θ=sin⁡(90°−θ)\cos\theta = \sin(90°-\theta). Da mesma forma, tan⁡θ=cot⁡(90°−θ)\tan\theta = \cot(90°-\theta) e sec⁡θ=csc⁡(90°−θ)\sec\theta = \csc(90°-\theta). Todas as cofunções são iguais quando aplicadas a ângulos complementares.
    Ver passo a passo (com o porquê)
    1. No triângulo retângulo com ângulos θ\theta e 90°−θ90°-\theta, o cateto oposto a θ\theta é o adjacente a 90°−θ90°-\theta.
    2. Portanto sin⁡θ=op/hip=cos⁡(90°−θ)\sin\theta = \text{op}/\text{hip} = \cos(90°-\theta).
    3. O mesmo raciocínio dá todas as identidades de cofunção.
  5. Ex. 11.5Aplicação

    Complete usando a identidade de cofunção: cos⁡(34°)=sin⁡(___°)\cos(34°) = \sin(\text{\_\_\_}°).

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Pela identidade de cofunção, cos⁡(34°)=sin⁡(90°−34°)=sin⁡(56°)\cos(34°) = \sin(90°-34°) = \sin(56°). Logo o ângulo faltante é 56°. (Resp: 56°)
  6. Ex. 11.6Aplicação

    Complete usando a identidade de cofunção: \cos\!\left(\frac{\pi}{3}\right) = \sin\!(\text{___}).

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Pela identidade de cofunção em radianos: cos⁡(π/3)=sin⁡(π/2−π/3)=sin⁡(π/6)\cos(\pi/3) = \sin(\pi/2 - \pi/3) = \sin(\pi/6). O ângulo faltante é π/6\pi/6. (Resp: π/6\pi/6)
  7. Ex. 11.7Aplicação

    Complete usando a identidade de cofunção: csc⁡(21°)=sec⁡(___°)\csc(21°) = \sec(\text{\_\_\_}°).

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    A cofunção da cossecante é a secante: csc⁡(21°)=sec⁡(90°−21°)=sec⁡(69°)\csc(21°) = \sec(90°-21°) = \sec(69°). (Resp: 69°)
  8. Ex. 11.8Aplicação

    Complete usando a identidade de cofunção: \tan\!\left(\frac{\pi}{4}\right) = \cot\!(\text{___}).

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    A cofunção da tangente é a cotangente: tan⁡(π/4)=cot⁡(π/2−π/4)=cot⁡(π/4)\tan(\pi/4) = \cot(\pi/2 - \pi/4) = \cot(\pi/4). O ângulo faltante é π/4\pi/4. (Resp: π/4\pi/4)
  9. Ex. 11.9Aplicação

    Num triângulo retângulo, cos⁡B=45\cos B = \tfrac{4}{5} e a=10a = 10. Encontre os lados bb e cc (hipotenusa).

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Dado cos⁡B=4/5\cos B = 4/5 e a=10a = 10 (cateto adjacente a B): cos⁡B=a/c⇒c=a/cos⁡B=10/(4/5)=12,5\cos B = a/c \Rightarrow c = a/\cos B = 10/(4/5) = 12{,}5. Pela identidade pitagórica: b=c2−a2=156,25−100=56,25=7,5b = \sqrt{c^2 - a^2} = \sqrt{156{,}25 - 100} = \sqrt{56{,}25} = 7{,}5. (Resp: b=7,5,;c=12,5b = 7{,}5,; c = 12{,}5)
    Ver passo a passo (com o porquê)
    1. Use cos⁡B=adj/hip\cos B = \text{adj}/\text{hip}: o lado adjacente a B é a=10a = 10, então c=a/cos⁡B=10/(4/5)=12,5c = a/\cos B = 10/(4/5) = 12{,}5.
    2. Pitágoras: b=c2−a2=12,52−102=56,25=7,5b = \sqrt{c^2 - a^2} = \sqrt{12{,}5^2 - 10^2} = \sqrt{56{,}25} = 7{,}5.
  10. Ex. 11.10AplicaçãoGabarito

    Num triângulo retângulo, sin⁡B=12\sin B = \tfrac{1}{2} e a=20a = 20 (cateto oposto a A). Encontre os lados bb e cc.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Dado sin⁡B=1/2\sin B = 1/2 e o cateto adjacente a=20a = 20: como sin⁡B=op/hip\sin B = \text{op}/\text{hip} e B é o ângulo em questão, o cateto oposto é bb e o adjacente é aa. tan⁡B=b/a⇒sin⁡B/cos⁡B=b/20\tan B = b/a \Rightarrow \sin B/\cos B = b/20. Com sin⁡B=1/2\sin B = 1/2, temos B=30°B = 30°, então c=a/cos⁡30°=20/(3/2)=40/3≈23,1c = a/\cos 30° = 20/(\sqrt{3}/2) = 40/\sqrt{3} \approx 23{,}1... Na interpretação padrão do livro, aa é o cateto oposto a A (adjacente a B): sin⁡B=a/c⇒c=a/sin⁡B=20/(1/2)=40\sin B = a/c \Rightarrow c = a/\sin B = 20/(1/2) = 40 e b=c2−a2=1600−400=1200=203b = \sqrt{c^2 - a^2} = \sqrt{1600-400} = \sqrt{1200} = 20\sqrt{3}. (Resp: b=203,  c=40b = 20\sqrt{3},\; c = 40)
  11. Ex. 11.11Aplicação

    Num triângulo retângulo, tan⁡A=512\tan A = \tfrac{5}{12} e b=6b = 6. Encontre os lados aa e cc.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Com tan⁡A=5/12\tan A = 5/12 e b=6b = 6 (cateto adjacente a A): tan⁡A=a/b⇒a=6×5/12=2,5\tan A = a/b \Rightarrow a = 6 \times 5/12 = 2{,}5. Hipotenusa: c=a2+b2=6,25+36=42,25=6,5c = \sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{6{,}25 + 36} = \sqrt{42{,}25} = 6{,}5. (Resp: a=2,5,;c=6,5a = 2{,}5,; c = 6{,}5)
    Ver passo a passo (com o porquê)
    1. tan⁡A=a/b⇒a=b⋅tan⁡A=6×(5/12)=2,5\tan A = a/b \Rightarrow a = b \cdot \tan A = 6 \times (5/12) = 2{,}5.
    2. Pitágoras: c=2,52+62=42,25=6,5c = \sqrt{2{,}5^2 + 6^2} = \sqrt{42{,}25} = 6{,}5.
  12. Ex. 11.12AplicaçãoGabarito

    Num triângulo retângulo, tan⁡A=100\tan A = 100 e b=100b = 100. Encontre os lados aa e cc.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Com tan⁡A=100\tan A = 100 e b=100b = 100: a=b⋅tan⁡A=100×100=10000a = b \cdot \tan A = 100 \times 100 = 10000. Hipotenusa: c=100002+1002=10010001≈10000,5c = \sqrt{10000^2 + 100^2} = 100\sqrt{10001} \approx 10000{,}5. (Resp: a=10000,  c≈10001a = 10000,\; c \approx 10001)
  13. Ex. 11.13Aplicação

    Num triângulo retângulo, sin⁡B=13\sin B = \tfrac{1}{3} e a=2a = 2. Encontre os lados bb e cc.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Com sin⁡B=1/3\sin B = 1/3 e a=2a = 2: o ângulo B tem seno 1/31/3, então cos⁡B=1−1/9=8/9=22/3\cos B = \sqrt{1 - 1/9} = \sqrt{8/9} = 2\sqrt{2}/3. Como sin⁡B=a/c\sin B = a/c, temos c=a/sin⁡B=2/(1/3)=6c = a/\sin B = 2/(1/3) = 6. E b=ccos⁡B=6×22/3=42b = c\cos B = 6 \times 2\sqrt{2}/3 = 4\sqrt{2}. (Resp: b=42≈5,66,  c=6b = 4\sqrt{2} \approx 5{,}66,\; c = 6)
  14. Ex. 11.14AplicaçãoGabarito

    Num triângulo retângulo, a=5a = 5 e o ângulo A=60°A = 60°. Encontre os lados bb e cc.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Com a=5a = 5 e A=60°A = 60°: sin⁡60°=a/c⇒c=5/sin⁡60°=5/(3/2)=10/3=103/3≈5,77\sin 60° = a/c \Rightarrow c = 5/\sin 60° = 5/(\sqrt{3}/2) = 10/\sqrt{3} = 10\sqrt{3}/3 \approx 5{,}77. E b=ccos⁡60°=(103/3)×(1/2)=53/3≈2,89b = c\cos 60° = (10\sqrt{3}/3) \times (1/2) = 5\sqrt{3}/3 \approx 2{,}89. (Resp: b=53/3,  c=103/3b = 5\sqrt{3}/3,\; c = 10\sqrt{3}/3)
    Ver passo a passo (com o porquê)
    1. sin⁡A=a/c⇒c=a/sin⁡A=5/sin⁡60°=103/3\sin A = a/c \Rightarrow c = a/\sin A = 5/\sin 60° = 10\sqrt{3}/3.
    2. cos⁡A=b/c⇒b=ccos⁡60°=(103/3)⋅(1/2)=53/3\cos A = b/c \Rightarrow b = c\cos 60° = (10\sqrt{3}/3) \cdot (1/2) = 5\sqrt{3}/3.
  15. Ex. 11.15Aplicação

    Num triângulo retângulo, a hipotenusa c=12c = 12 e o ângulo A=45°A = 45°. Encontre os catetos aa e bb.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Com c=12c = 12 e A=45°A = 45°: a=csin⁡45°=12×2/2=62a = c\sin 45° = 12 \times \sqrt{2}/2 = 6\sqrt{2}. Como é triângulo isósceles (45-45-90), b=a=62b = a = 6\sqrt{2}. (Resp: a=b=62≈8,49a = b = 6\sqrt{2} \approx 8{,}49)
  16. Ex. 11.16Aplicação

    Num triângulo retângulo, b=15b = 15 e o ângulo B=15°B = 15°. Usando sin⁡15°≈0,259\sin 15° \approx 0{,}259 e tan⁡15°≈0,268\tan 15° \approx 0{,}268, encontre aa e a hipotenusa cc.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Com b=15b = 15 e B=15°B = 15°: tan⁡B=b/a⇒a=b/tan⁡B=15/tan⁡15°≈15/0,2679≈56,0\tan B = b/a \Rightarrow a = b/\tan B = 15/\tan 15° \approx 15/0{,}2679 \approx 56{,}0. Hipotenusa: c=b/sin⁡B=15/sin⁡15°≈15/0,2588≈57,97c = b/\sin B = 15/\sin 15° \approx 15/0{,}2588 \approx 57{,}97. Nota: a opção correta aqui usa dados do exercício 37 do livro com b=15,;B=15°b=15,; B=15°: resultado padrão a≈56,0,  c≈57,97a \approx 56{,}0,\; c \approx 57{,}97.
  17. Ex. 11.17Aplicação

    Num triângulo retângulo, hipotenusa c=200c = 200 e o ângulo B=5°B = 5°. Usando sin⁡5°≈0,0872\sin 5° \approx 0{,}0872 e cos⁡5°≈0,9962\cos 5° \approx 0{,}9962, encontre os catetos aa e bb.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Com c=200c = 200 e B=5°B = 5°: o cateto oposto a B é bb, o cateto adjacente a B é aa. b=csin⁡B=200sin⁡5°≈200×0,0872=17,4b = c\sin B = 200\sin 5° \approx 200 \times 0{,}0872 = 17{,}4 e a=ccos⁡B=200cos⁡5°≈200×0,9962=199,2a = c\cos B = 200\cos 5° \approx 200 \times 0{,}9962 = 199{,}2. (Resp: b≈17,4,  a≈199,2b \approx 17{,}4,\; a \approx 199{,}2)
  18. Ex. 11.18Aplicação

    Num triângulo retângulo, hipotenusa c=50c = 50 e o ângulo B=21°B = 21°. Usando sin⁡21°≈0,358\sin 21° \approx 0{,}358 e cos⁡21°≈0,934\cos 21° \approx 0{,}934, encontre os catetos aa e bb.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Com c=50c = 50 e B=21°B = 21°: b=csin⁡21°≈50×0,3584=17,9≈18,0b = c\sin 21° \approx 50 \times 0{,}3584 = 17{,}9 \approx 18{,}0 e a=ccos⁡21°≈50×0,9336=46,7a = c\cos 21° \approx 50 \times 0{,}9336 = 46{,}7. (Resp: a≈46,7,  b≈17,9a \approx 46{,}7,\; b \approx 17{,}9)
  19. Ex. 11.19Aplicação

    Num triângulo retângulo, a=30a = 30 e o ângulo A=27°A = 27°. Usando sin⁡27°≈0,454\sin 27° \approx 0{,}454 e cos⁡27°≈0,891\cos 27° \approx 0{,}891, encontre os lados bb e cc.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Com a=30a = 30 e A=27°A = 27°: sin⁡A=a/c⇒c=30/sin⁡27°≈30/0,454≈66,1\sin A = a/c \Rightarrow c = 30/\sin 27° \approx 30/0{,}454 \approx 66{,}1. E b=ccos⁡27°≈66,1×0,891≈58,9b = c\cos 27° \approx 66{,}1 \times 0{,}891 \approx 58{,}9. (Resp: b≈58,9,  c≈66,1b \approx 58{,}9,\; c \approx 66{,}1)
  20. Ex. 11.20Aplicação

    Num triângulo retângulo, b=3,5b = 3{,}5 e o ângulo A=78°A = 78°. Usando tan⁡78°≈4,705\tan 78° \approx 4{,}705 e cos⁡78°≈0,208\cos 78° \approx 0{,}208, encontre os lados aa e cc.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Com b=3,5b = 3{,}5 e A=78°A = 78°: tan⁡A=a/b⇒a=3,5×tan⁡78°≈3,5×4,705≈16,5\tan A = a/b \Rightarrow a = 3{,}5 \times \tan 78° \approx 3{,}5 \times 4{,}705 \approx 16{,}5. Hipotenusa: c=b/cos⁡A=3,5/cos⁡78°≈3,5/0,208≈16,8c = b/\cos A = 3{,}5/\cos 78° \approx 3{,}5/0{,}208 \approx 16{,}8. (Resp: a≈16,5,  c≈16,8a \approx 16{,}5,\; c \approx 16{,}8)
    Ver passo a passo (com o porquê)
    1. tan⁡78°≈4,705\tan 78° \approx 4{,}705: cateto oposto a=b⋅tan⁡A=3,5×4,705≈16,5a = b \cdot \tan A = 3{,}5 \times 4{,}705 \approx 16{,}5.
    2. cos⁡78°≈0,208\cos 78° \approx 0{,}208: hipotenusa c=b/cos⁡A≈16,8c = b/\cos A \approx 16{,}8.
  21. Ex. 11.21Modelagem

    Uma torre de rádio está a 400 pés de um edifício. De uma janela do edifício, o ângulo de elevação até o topo da torre é 36° e o ângulo de depressão até a base da torre é 23°. Qual é a altura da torre? Use tan⁡36°≈0,727\tan 36° \approx 0{,}727 e tan⁡23°≈0,4245\tan 23° \approx 0{,}4245.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    A torre de rádio está a 400 pés do edifício. O ângulo de elevação até o topo da torre é 36° e o ângulo de depressão até a base é 23°. Altura acima da janela: h1=400tan⁡36°≈400×0,727=290,8h_1 = 400\tan 36° \approx 400 \times 0{,}727 = 290{,}8 pés. Altura abaixo da janela: h2=400tan⁡23°≈400×0,4245=169,8h_2 = 400\tan 23° \approx 400 \times 0{,}4245 = 169{,}8 pés. Altura total: h=h1+h2≈460,6h = h_1 + h_2 \approx 460{,}6 pés. (Resp: ≈461 peˊs\approx 461 \text{ pés})
    Ver passo a passo (com o porquê)
    1. Altura da torre acima da janela: h1=400tan⁡36°≈290,8h_1 = 400\tan 36° \approx 290{,}8 pés.
    2. Altura da torre abaixo da janela (ângulo de depressão): h2=400tan⁡23°≈169,8h_2 = 400\tan 23° \approx 169{,}8 pés.
    3. Altura total: h=h1+h2≈460,6h = h_1 + h_2 \approx 460{,}6 pés.
  22. Ex. 11.22ModelagemGabarito

    Uma torre de rádio está a 325 pés de um edifício. De uma janela, o ângulo de elevação até o topo da torre é 43° e o ângulo de depressão até a base é 31°. Qual é a altura da torre? Use tan⁡43°≈0,9325\tan 43° \approx 0{,}9325 e tan⁡31°≈0,6009\tan 31° \approx 0{,}6009.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
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    Torre a 325 pés do edifício. Elevação ao topo: 43°. Depressão à base: 31°. Altura acima da janela: h1=325tan⁡43°≈325×0,9325=303,1h_1 = 325\tan 43° \approx 325 \times 0{,}9325 = 303{,}1 pés. Altura abaixo: h2=325tan⁡31°≈325×0,6009=195,3h_2 = 325\tan 31° \approx 325 \times 0{,}6009 = 195{,}3 pés. Total: h≈498,4h \approx 498{,}4 pés. (Resp: ≈498 peˊs\approx 498 \text{ pés})
  23. Ex. 11.23Modelagem

    Um monumento de 200 pés está a distância de um edifício. Da janela, o ângulo de elevação ao topo do monumento é 15° e o ângulo de depressão à base é 2°. Qual é a distância da janela ao monumento? Use tan⁡15°≈0,268\tan 15° \approx 0{,}268 e tan⁡2°≈0,035\tan 2° \approx 0{,}035.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
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    Monumento de 200 pés. Elevação ao topo: 15°. Depressão à base: 2°. Seja dd a distância horizontal e hh a altura da janela acima da base do monumento. Então: tan⁡15°=(200−h)/d\tan 15° = (200-h)/d e tan⁡2°=h/d\tan 2° = h/d. Somando: d(tan⁡15°+tan⁡2°)=200d(\tan 15° + \tan 2°) = 200, logo d=200/(tan⁡15°+tan⁡2°)≈200/(0,2679+0,0349)≈200/0,3028≈660 peˊsd = 200/(\tan 15° + \tan 2°) \approx 200/(0{,}2679 + 0{,}0349) \approx 200/0{,}3028 \approx 660 \text{ pés}. (Resp: ≈660 peˊs\approx 660 \text{ pés})
  24. Ex. 11.24Modelagem

    Uma antena está no topo de um edifício. De um ponto a 300 pés da base do edifício, o ângulo de elevação ao topo do edifício é 40° e ao topo da antena é 43°. Qual é a altura da antena? Use tan⁡40°≈0,839\tan 40° \approx 0{,}839 e tan⁡43°≈0,9325\tan 43° \approx 0{,}9325.

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Edifício a 300 pés. Elevação ao topo do edifício: 40°. Elevação ao topo da antena: 43°. Altura do edifício: H=300tan⁡40°≈300×0,839=251,7H = 300\tan 40° \approx 300 \times 0{,}839 = 251{,}7 pés. Altura da antena + edifício: H+h=300tan⁡43°≈300×0,9325=279,8H + h = 300\tan 43° \approx 300 \times 0{,}9325 = 279{,}8 pés. Altura da antena: h≈279,8−251,7=28,1≈28h \approx 279{,}8 - 251{,}7 = 28{,}1 \approx 28 pés. (Resp: ≈28 peˊs\approx 28 \text{ pés})
    Ver passo a passo (com o porquê)
    1. Altura do edifício: H=300tan⁡40°≈251,7H = 300\tan 40° \approx 251{,}7 pés.
    2. Altura total (edifício + antena): H+h=300tan⁡43°≈279,8H + h = 300\tan 43° \approx 279{,}8 pés.
    3. Altura da antena: h≈279,8−251,7≈28h \approx 279{,}8 - 251{,}7 \approx 28 pés.
  25. Ex. 11.25Modelagem

    Um para-raios está no topo de um edifício. De um ponto a 500 pés da base, o ângulo de elevação ao topo do edifício é 36° e ao topo do para-raios é 38°. Qual é a altura do para-raios? Use tan⁡36°≈0,727\tan 36° \approx 0{,}727 e tan⁡38°≈0,7813\tan 38° \approx 0{,}7813.

    Selecione a alternativa correta
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    Para-raios no topo de um edifício. A 500 pés: elevação ao topo do edifício 36°, ao topo do para-raios 38°. Altura do edifício: H=500tan⁡36°≈500×0,727=363,5H = 500\tan 36° \approx 500 \times 0{,}727 = 363{,}5 pés. Altura total: H+h=500tan⁡38°≈500×0,7813=390,6H + h = 500\tan 38° \approx 500 \times 0{,}7813 = 390{,}6 pés. Altura do para-raios: h≈390,6−363,5=27,1≈27h \approx 390{,}6 - 363{,}5 = 27{,}1 \approx 27 pés. (Resp: ≈27 peˊs\approx 27 \text{ pés})
  26. Ex. 11.26Modelagem

    Uma escada de 33 pés apoia-se num edifício formando ângulo de 80° com o chão. A que altura a escada toca o edifício? Use sin⁡80°≈0,985\sin 80° \approx 0{,}985.

    Selecione a alternativa correta
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    Uma escada de 33 pés encostada num edifício com ângulo de 80° entre a escada e o chão. A altura atingida é o cateto oposto: h=33sin⁡80°≈33×0,9848≈32,5h = 33\sin 80° \approx 33 \times 0{,}9848 \approx 32{,}5 pés. (Resp: ≈32,5 peˊs\approx 32{,}5 \text{ pés})
  27. Ex. 11.27Modelagem

    Uma escada de 23 pés apoia-se num edifício formando ângulo de 80° com o chão. A que altura a escada toca o edifício? Use sin⁡80°≈0,985\sin 80° \approx 0{,}985.

    Selecione a alternativa correta
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    Escada de 23 pés a 80° com o chão: h=23sin⁡80°≈23×0,9848≈22,7h = 23\sin 80° \approx 23 \times 0{,}9848 \approx 22{,}7 pés. (Resp: ≈22,7 peˊs\approx 22{,}7 \text{ pés})
  28. Ex. 11.28Modelagem

    O ângulo de elevação ao topo de um edifício em Charlotte (EUA), medido a 1 milha de distância no nível do chão, é 9°. Qual é a altura aproximada do edifício? (1 milha = 5280 pés; use tan⁡9°≈0,158\tan 9° \approx 0{,}158.)

    Selecione a alternativa correta
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    Distância de 1 milha = 5280 pés. Ângulo de elevação 9°. Altura: h=5280tan⁡9°≈5280×0,1584≈836h = 5280\tan 9° \approx 5280 \times 0{,}1584 \approx 836 pés. (Resp: ≈836 peˊs\approx 836 \text{ pés})
    Ver passo a passo (com o porquê)
    1. Converter: 1 milha = 5280 pés (distância horizontal).
    2. Usar a tangente: h=5280×tan⁡9°h = 5280 \times \tan 9°.
    3. tan⁡9°≈0,1584⇒h≈836\tan 9° \approx 0{,}1584 \Rightarrow h \approx 836 pés.
  29. Ex. 11.29Modelagem

    Uma sequoia de 370 pés cresce verticalmente. Se o ângulo de elevação ao topo da árvore, medido de um ponto no chão, é 60°, qual é a distância horizontal entre o observador e a base da árvore?

    Selecione a alternativa correta
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    Árvore de 370 pés com ângulo de elevação 60° desde certa distância. O enunciado pede a distância dd, não a altura: d=370/tan⁡60°=370/3≈213,6d = 370/\tan 60° = 370/\sqrt{3} \approx 213{,}6 pés. (Resp: d≈213,6 peˊsd \approx 213{,}6 \text{ pés})
  30. Ex. 11.30Aplicação

    Calcule o comprimento do arco de um círculo de raio 12 polegadas subentendido por um ângulo central de π/4\pi/4 radianos.

    Selecione a alternativa correta
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    Comprimento de arco: s=rθs = r\theta, com raio r=12r = 12 pol e ângulo central θ=π/4\theta = \pi/4 rad. Logo s=12×π/4=3π≈9,42s = 12 \times \pi/4 = 3\pi \approx 9{,}42 pol. (Resp: 3π3\pi pol)
  31. Ex. 11.31Aplicação

    Calcule o comprimento do arco de um círculo de raio 5,02 milhas subentendido por um ângulo central de π/3\pi/3 radianos.

    Selecione a alternativa correta
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    s=rθ=5,02×π/3≈5,02×1,047≈5,26s = r\theta = 5{,}02 \times \pi/3 \approx 5{,}02 \times 1{,}047 \approx 5{,}26 milhas. (Resp: 5,02π/3≈5,265{,}02\pi/3 \approx 5{,}26 mi)
  32. Ex. 11.32AplicaçãoGabarito

    Calcule o comprimento do arco de um círculo de raio 10 cm subentendido por um ângulo central de 50°.

    Selecione a alternativa correta
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    Converter 50° em radianos: θ=50×π/180=5π/18≈0,873\theta = 50 \times \pi/180 = 5\pi/18 \approx 0{,}873 rad. Comprimento: s=rθ=10×0,873≈8,73s = r\theta = 10 \times 0{,}873 \approx 8{,}73 cm. (Resp: ≈8,73\approx 8{,}73 cm)
  33. Ex. 11.33Aplicação

    Um setor circular tem ângulo central 45° e raio 6 cm. Calcule a área do setor.

    Selecione a alternativa correta
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    Área do setor: A=12r2θA = \frac{1}{2}r^2\theta, com raio r=6r = 6 cm e ângulo central θ=45°=π/4\theta = 45° = \pi/4 rad. Logo A=12×36×π/4=9π/2≈14,14A = \frac{1}{2}\times 36 \times \pi/4 = 9\pi/2 \approx 14{,}14 cm²... Na fórmula correta: A=12(6)2(π/4)=9π/2≈14,14A = \frac{1}{2}(6)^2(\pi/4) = 9\pi/2 \approx 14{,}14 cm². (Resp: 9π/2≈14,149\pi/2 \approx 14{,}14 cm²)
  34. Ex. 11.34Aplicação

    Um setor circular tem ângulo central 30° e raio 20 cm. Calcule a área do setor.

    Selecione a alternativa correta
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    θ=30°=π/6\theta = 30° = \pi/6 rad, r=20r = 20 cm. Área: A=12r2θ=12×400×π/6=200π6⋅...=200π3≈209,4A = \frac{1}{2}r^2\theta = \frac{1}{2}\times 400 \times \pi/6 = \frac{200\pi}{6} \cdot ... = \frac{200\pi}{3} \approx 209{,}4 cm². (Resp: 200π/3≈209,4200\pi/3 \approx 209{,}4 cm²)
  35. Ex. 11.35Compreensão

    É possível ter um triângulo retângulo com um ângulo agudo θ=30°\theta = 30° tal que sin⁡30°=1/2\sin 30° = 1/2? Justifique usando as razões trigonométricas.

    Selecione a alternativa correta
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    Ver solução
    Num triângulo retângulo, o seno de qualquer ângulo agudo está no intervalo (0,1)(0, 1). Como sin⁡30°=1/2\sin 30° = 1/2 está nesse intervalo, o triângulo existe e θ=30°\theta = 30° é geometricamente válido. Em particular, a hipotenusa é o dobro do cateto oposto a 30°.
  36. Ex. 11.36CompreensãoGabarito

    À medida que o ângulo agudo θ\theta de um triângulo retângulo aumenta de 0° a 90°, o valor de sin⁡θ\sin\theta é crescente, decrescente ou constante? Justifique geometricamente.

    Selecione a alternativa correta
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    Ver solução
    Num triângulo retângulo, fixando a hipotenusa, o cateto oposto ao ângulo θ\theta cresce conforme θ\theta aumenta. Logo sin⁡θ=oposto/hip\sin\theta = \text{oposto}/\text{hip} é crescente em (0°,90°)(0°, 90°). No limite: sin⁡0°=0\sin 0° = 0 e sin⁡90°=1\sin 90° = 1 (ângulo degenera). Paralelamente, o cosseno é decrescente no mesmo intervalo.
  37. Ex. 11.37Aplicação

    Usando a identidade de cofunção, qual das afirmações abaixo é verdadeira?

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    Ver solução
    Pela identidade de cofunção, sin⁡θ=cos⁡(90°−θ)\sin\theta = \cos(90°-\theta). Aplicando com θ=60°\theta = 60°: sin⁡60°=cos⁡(90°−60°)=cos⁡30°\sin 60° = \cos(90°-60°) = \cos 30°. De fato, sin⁡60°=3/2=cos⁡30°\sin 60° = \sqrt{3}/2 = \cos 30°. (Resp: sin⁡60°=cos⁡30°\sin 60° = \cos 30°)
  38. Ex. 11.38AplicaçãoGabarito

    Num triângulo retângulo 30-60-90 com hipotenusa 1, qual é o valor de cos⁡30°\cos 30°?

    Selecione a alternativa correta
    Selecione uma opção primeiro
    Ver solução
    Num triângulo 30-60-90 com hipotenusa 1: o cateto oposto a 30° mede 1/2 e o cateto adjacente a 30° (oposto a 60°) mede 3/2\sqrt{3}/2. Portanto cos⁡30°=adj/hip=(3/2)/1=3/2\cos 30° = \text{adj}/\text{hip} = (\sqrt{3}/2)/1 = \sqrt{3}/2. (Resp: 3/2\sqrt{3}/2)
  39. Ex. 11.39Aplicação

    Num triângulo retângulo 30-60-90 com hipotenusa 1, qual é o valor exato de tan⁡60°\tan 60°?

    Selecione a alternativa correta
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    No triângulo 30-60-90: cateto oposto a 60° mede 3/2\sqrt{3}/2 e cateto adjacente a 60° (oposto a 30°) mede 1/2 (com hipotenusa 1). Logo tan⁡60°=(3/2)/(1/2)=3\tan 60° = (\sqrt{3}/2)/(1/2) = \sqrt{3}. (Resp: 3\sqrt{3})
  40. Ex. 11.40Desafio

    A partir da identidade pitagórica fundamental sin⁡2θ+cos⁡2θ=1\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1, qual das seguintes identidades se obtém dividindo ambos os lados por cos⁡2θ\cos^2\theta?

    Selecione a alternativa correta
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    Partindo de sin⁡2θ+cos⁡2θ=1\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1, dividindo ambos os lados por cos⁡2θ\cos^2\theta (para cos⁡θ≠0\cos\theta \neq 0): sin⁡2θcos⁡2θ+1=1cos⁡2θ\frac{\sin^2\theta}{\cos^2\theta} + 1 = \frac{1}{\cos^2\theta}, ou seja tan⁡2θ+1=sec⁡2θ\tan^2\theta + 1 = \sec^2\theta. Essa identidade pitagórica auxiliar é fundamental em integração por substituição trigonométrica.
    Ver passo a passo (com o porquê)
    1. Início: sin⁡2θ+cos⁡2θ=1\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1.
    2. Dividir por cos⁡2θ\cos^2\theta: tan⁡2θ+1=sec⁡2θ\tan^2\theta + 1 = \sec^2\theta.
    3. Analogamente, dividindo por sin⁡2θ\sin^2\theta: 1+cot⁡2θ=csc⁡2θ1 + \cot^2\theta = \csc^2\theta.

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 · §5.2: razões trigonométricas, identidades pitagóricas, aplicações. Fonte primária dos blocos A, C e D.
  • Precalculus — Carl Stitz, Jeff Zeager · 2013, v3 · EN · CC-BY-NC-SA · §10.2–10.3: trigonometria de ângulo agudo, semelhança de triângulos, mais de 80 exercícios. Fonte do bloco B e do Exemplo 5.
  • Matemática elementar / Trigonometria — Wikilivros · vivo · PT-BR · CC-BY-SA · valores notáveis, triângulos especiais, exercícios em estilo brasileiro.
  • University Physics Vol. 1 — OpenStax · 2016 · EN · CC-BY 4.0 · §2.3 (vetores), cap. 5 (plano inclinado), §15.1 (pêndulo). Fonte dos exercícios de física no bloco D.

Atualizado em 2026-05-05 · Autor(es): Clube da Matemática

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