1. Matemática e suas Tecnologias,
Matemática
Ensino Médio, 2ª Série
Trigonometria no ciclo trigonométrico
2. Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
Os biólogos de uma reserva ecológica descobriram
que a população P de animais, de certa espécie
presente na reserva, variava, durante o ano,
segundo a fórmula
onde t é o tempo medido em meses e t=1
corresponde ao mês de janeiro.
Qual seria a população de animais dessa espécie na
reserva no mês de novembro (1)?
3. Ao analisarmos a situação-problema, percebemos
que a população depende do tempo,ou seja, está em
função do tempo.
Dessa forma, a resolução do problema se dá pela
substituição de t (tempo), por um determinado valor,
no caso t=11, uma vez que, necessitamos saber a
população no mês de novembro e, como foi colocado
em janeiro t=1, daí t=11 ser novembro.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
4. Portanto:
Ao substituirmos t=11, nos deparamos com outra
situação:
Como encontramos o cosseno de um ângulo cujo
valor é maior que 360°?
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
5. Para responder a essa questão,
precisamos fazer um estudo do seno e
do cosseno de um arco, baseado em
nossos conhecimentos de trigonometria
no triângulo retângulo
a = medida da hipotenusa
b e c = medidas dos
catetos
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
Imagem: Modificada por, Gustavb usando a original de Eukleides / GNU Free Documentation License.
6. Razões trigonométricas no triângulo
retângulo
Num triângulo retângulo, podemos estabelecer
razões entre as medidas dos seus lados:
catetos, que formam o ângulo reto, e hipotenusa,
que se opõe ao ângulo reto.
Consideremos o triângulo ABC retângulo em e
um ângulo agudo de medida .
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
Imagem:
Modificada
por,
Gustavb
usando
a
original
de
Eukleides
/
GNU
Free
Documentation
License.
7. Razão 1 – Seno de um ângulo agudo
Razão 2 – Cosseno de um ângulo agudo
Razão 3 – Tangente de um ângulo agudo
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
9. A ideia de seno e cosseno
de um número real
Consideremos, no ciclo trigonométrico, o ponto M,
que é a imagem do número real x, conforme indica a
figura.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
v
M” M
M’
x
O A u
10. Consideremos, também, o arco AM, que corresponde
ao ângulo central de medida x. Seja OM o raio do
ciclo, e M’’ e M’ as projeções do ponto M nos eixos v
e u, respectivamente.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
v
M” M
M’
x
O
A
u
11. Do triângulo retângulo OM’M, temos:
Definimos:
• Seno de x é a ordenada do ponto M.
• Cosseno de x é a abcissa do ponto M.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
12. O eixo v é o eixo dos senos e o eixo u é o eixo dos
cossenos.
Daí, se M é um ponto do ciclo trigonométrico, podemos
escrever: M (cos x, sen x).
Essa nova definição tem a vantagem de não ficar restrita
aos ângulos agudos. Agora podemos falar em seno e
cosseno de arcos (ou ângulos) de qualquer medida.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
v
M” M
M’
x
O A u
13. No segundo quadrante, o seno é positivo e o cosseno é
negativo.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
M”
M
M’ O A
sen x
cos x
14. No terceiro quadrante, o seno é negativo e o cosseno é
negativo.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
M”
M
M’
O A
sen x
cos x
15. No quarto quadrante, o seno é negativo e o cosseno é
positivo.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
M”
M’
M
cos x
O
A
sen x
16. Valores importantes de sen x e cos x
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
Vamos destacar os valores do
seno e cosseno para os arcos
com extremidade nas
extremidades dos quadrantes e
aqueles de 1º quadrante já
calculados nos triângulos
retângulos.
z=180º
270º = 3 π / 2
2 π = 360º
cos
sen 90º = π/ 2
60º = (π/ 3)
45º = (π/ 4)
30º = (π/ 6)
0º = 0
O 1 / 2
1 / 2
√2 / 2
√2/ 2
√3 / 2
√3/ 2
17. Valores importantes de sen x e cos x
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
ARCO
0º
(0)
30º
(π/6)
45º
(π/4)
60º
(π/3)
90º
(π/2)
180º
(π)
270º
(3π/2)
360º
(2π)
SEN 0 ½ √2/2 √3/2 1 0 -1 0
COS 1 √3/2 √2/2 ½ 0 -1 0 1
18. Simetria no estudo do seno e cosseno
Usando a simetria, podemos
relacionar o seno e cosseno de um
arco de qualquer quadrante com os
valores do primeiro quadrante.
Desse modo, estaremos fazendo
uma redução ao 1º quadrante.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
19. Redução do segundo quadrante para o primeiro
quadrante
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
sen
cos
180º - x
GRAU RADIANO
sen (180º - x) = sen x
cos (180º - x) = - cos x
sen (π - x) = sen x
cos (π - x) = - cos x
Note que falta x para 180º ou π.
Dois arcos suplementares (x e 180º -x) têm: senos iguais
cossenos simétricos
sen
cos
π - x
x x
20. Redução do terceiro quadrante para o primeiro
quadrante
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
sen
cos
180º + x
GRAU RADIANO
sen (180º + x) = -sen x
cos (180º + x) = - cos x
sen (π + x) = -sen x
cos (π + x) = - -cos x
Os arcos x e 180º + x têm:
senos simétricos
cossenos simétricos
π + x
x
sen
cos
x
21. Redução do quarto quadrante para o primeiro
quadrante
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
sen
cos
360º - x
GRAU RADIANO
sen (360º - x) = - sen x
cos (360º - x) = - cos x
sen (2π - x) = - sen x
cos (2π - x) = - cos x
Os arcos x e 360º - x têm:
senos simétricos
cossenos iguais
2π - x
x
sen
cos
x
22. Vale observar que: 360° - x e –x são côngruos.
Das figuras também obtemos:
sen (360° - x) = sen (-x) = -sen x
cos (360° - x) = cos (-x) = cos x
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
23. A partir do que foi visto, podemos construir o
quadro abaixo, que nos dá os valores do seno e
cosseno de arcos importantes em nosso estudo.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
GRAUS 0º 30º 45º 60º 90º 120º 135º 150º 180º 210º 225º 240º 270º 300º 315º 330º 360º
RADIANOS 0 π/6 π/4 π/3 π/2 2π/3 3π/4 5π/6 π 7π/6 5π/4 4π/3 3π/2 5π/3 7π/4 11π/6 2π
SEN ϴ 0 ½ √2/3 √3/2 1 √3/2 √2/2 ½ 0 -1/2 -√2/2 -√3/2 -1 -√3/2 -√2/2 -1/2 0
COS ϴ 1 √3/2 √2/2 ½ 0 -1/2 -√2/2 -√3/2 -1 -√3/2 -√2/2 -1/2 0 -1/2 √2/2 √3/2 1
24. E, abaixo, o ciclo trigonométrico, com alguns
valores notáveis incluídos nos quatro quadrantes.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
(1/2, √3/2)
(√ 2/2, √2/2)
(√ 3/2, -1/2)
(1, 0)
(√ 3/2, -1/2)
(√ 2/2, √2/2)
(-1/2, √3/2)
(0,1)
(0,-1)
(-1, 0)
(-√ 2/2, √2/2)
(-√ 3/2, 1/2)
(1/2, -√3/2)
(-√ 3/2, -1/2)
(-√ 2/2, -√2/2)
(-1/2, -√3/2)
90º
270º
360º 2π x
π
π/2
240º
4π/3
300º
315º
330º
60º
45º
30º
225º
210º
180º
150º
135º
120º
5π/4
7π/6
5π/3
7π/4
11π/6
5π/6
3π/4
2π/3
π/3
π/6
0º
25. Após esta análise e observação do
comportamento dos arcos simétricos aos arcos do
1º quadrante, verificamos que, para solucionar o
problema em questão, é necessário apenas
determinarmos o arco côngruo a .
Como vimos, consegue dar mais de duas
voltas completas e parar em um determinado
ponto da circunferência. É justamente neste ponto
que encontramos o arco côngruo a , que tem o
mesmo seno cosseno deste.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
26. Vejamos:
Assim: e são considerados arcos côngruos.
Então,
2 voltas
Extremidade do
arco côngruo a
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
27. Voltando a nossa situação-problema:
Portanto, no mês de novembro, a população era de
425 animais.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
28. Exercícios Complementares
1) Ache o valor da expressão:
2) Sendo e
, qual a relação de
ordem que podemos estabelecer entre A e B?
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
29. 3) A profundidade da água de um porto pode ser
modelada por uma função trigonométrica, devido às
oscilações das marés oceânicas. Em um porto da
costa brasileira, a profundidade da água é dada pela
fórmula , onde D é a profundidade
da água em metros e t é a medida em horas, após a
primeira maré alta do dia. Um comandante deve
decidir o horário de atracar seu navio nesse porto,
optando entre atracar 7 ou 11 horas, após a primeira
maré do dia. Em qual desses dois horários ele teria a
maior profundidade da água (2)?
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
30. 4) A quantidade de energia consumida por uma
cidade varia com as horas do dia, e os técnicos da
companhia de energia conseguiram aproximar essa
necessidade de energia pela função:
Em que t é a hora do dia e P a quantidade de
energia, em MW (3).
a) Em qual horário se consome mais energia nessa
cidade, às 6h00 ou às 15h00?
b) Determine a quantidade de energia, em MW,
consumida pela cidade ao meio dia.
Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
31. Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
Gabarito
1)
2) A < B
3) 11 horas
4) a) 15 horas
b) 54 MW
32. Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
Sugestão de Atividade
Confecção do ciclo trigonométrico para melhor
apropriação dos conteúdos, buscando estimular o
trabalho de equipe e a criatividade dos alunos.
33. Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
Sugestões de Pesquisa
http://www.educ.fc.ul.pt/icm/icm2000/icm22/circulo_trigonometrico.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_trigonom%C3%A9trico
www.scribd.com/doc/12401611/Como-Usar-o-Ciclo-Trigonometrico
34. Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
Referências
DANTE, Luiz Roberto. Matemática: contextos e
aplicações, vol. 2. São Paulo: Ática, 2010.
GIOVANNI, José Ruy & BONJORNO, José
Roberto. Matemática Completa, vol. 2, 2. ed. São
Paulo: FTD, 2005.
SILVA, Claudio Xavier da & FILHO, Benigno
Barreto. Matemática aula por aula, Vol. 2, 2. ed.
São Paulo: FTD, 2005.
35. Trigonometria do Ciclo Trigonométrico, 2º Ano
MORETTO, Vasco Pedro. Prova – um momento
privilegiado de estudo – não um acerto de
contas. 3. ed. Rio de Janeiro: DP&A, 2003.
TIBA, Içami. Ensinar aprendendo: novos
paradigmas na educação. 18. ed. rev. e atual. São
Paulo: Integrare Editora, 2006.
36. Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
5 e 6 Modificada por, Gustavb usando a original de
Eukleides / GNU Free Documentation License.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Rtriangle.sv
g
07/05/2012
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