T.............

......

TRIGONOMETRIA
. A trigonometria é uma ferramenta indispenssável para o eletromagnetismo aplicado. Em áreas como eletricidade prática,  telecomunicações, eletrotécnica, sistemas de potência, magnetismo, aterramento, compatibilidade eletromagnética, antenas, etc., sempre há situações onde a trigonometria aparece na solução de problemas. Desta forma, este tutorial foi criado para fornecer entendimento e elementos práticos e diretos da trigonometria.
.
.
Propósito deste tutorial

Fornecer os elementos da trigonometria fundamentais, como, triângulos, o númeo p, unidades para ângulo e o triângulo retângulo. Em seguida são mostradas as funções trigonométricas mais usuais, seno, cosseno e tangente.  As demais funções trigonométricas também são aboradadas.   Além disto tem tabelas de relações trigonométricas e de cálculo integral.

.
.
O Número p

O número p (pronuncia-se: pi) é um número irracional. Um número irracional tem infinitos algarísmos e não se repetem ciclicamente, i.e., é uma dísima não periódica. Esse número, p, é obtido pela divisão do perímetro do círculo pelo comprimento do diâmetro. O número p é sempre o mesmo não importa o tamanho do círculo pois as proporções se mantém.

pi.gif (770 bytes)

.
Graus, Radianos & Grados

Estas três unidades para ângulos são bastante difundidas, sendo que as mais usuais são o grau e o radiano.  O grau é de uso mais no cotidiano pela sua praticiade pois envolve na maioria dos casos números inteiros. O radiano é de uso em cálculos envolvendo geralmente números racionais.

O graus é simbolisado por o, por exemplo 5o são cinco graus. As subdivisões do grau são o minuto, o segundo e frações de segundo. Um minuto representa 1/60 graus, e o segundo representa 1/60 minutos ou 1/3600 graus. O minuto é simbolisado por ', por exemplo 32' são trinta e dois minutos. O segundo é simbolidado por ", por exemplo 14" são catorze segundos. Assim, 6o15'6" é lido seis graus e quinze minutos e seis segundos. Outros exemplos são: 4'5,34" e 45o5".

O radiano é simbolisado por rad, por exemplo p/3rad são pi sob três radianos.

O menor ângulo é o nulo: 0rad ou 0o . O maior ângulo é o 2p rad ou 360o .  Ângulos maiores que 360o aparecem mas podem ser considerados como um ângulo entre 0o e 360o . Desta forma, 745o corresponde ao ângulo 25o (2 x 360o + 25o). Uma forma geral para ângulos é 2kp+a radianos, onde 0 O a O 2p. Ângulos negativos também estão presentes: -30o corresponde à 330o (360o-30o).angulo.gif (593 bytes)

O ângulo reto é 90o ou p/2 rad. 

O grado varia de 0 à 400, sendo que 400 grados = 360o .

Relações entre unidades:

  • 0o = 0 rad
  • 30o = p/6 rad
  • 45o = p/4 rad
  • 60o = p/3 rad
  • 90o = p/2 rad
  • 180o = p rad
  • 270o = 3p/2 rad
  • 360o = 2p rad
......
  • 1o = p/180 rad
  • 1 rad = (180/p)o
  • 1 grado =  p/200 rad
  • 1 grado = 0,9o
  • 1o = (10/9) grado
  • 1 rad = (p/200) rad
.
Triângulos

A soma dos ângulos internos de um triângulo é sempre 180o ou p rad.

isosceles equilátero obtusângulo acutângulo escaleno retângulo

  • isosceles -  tem dois lados iguais e tem dois ângulos internos iguais.
  • equilátero - tem três lados iguais e tem três ângulos internos iguais.
  • escaleno -
  • retângulo - tem um ângulo interno igual 90o ou p/2 rad, isto é, tem um ângulo reto.
.
Triângulo Retângulo
  • um ângulo interno é sempre 90 graus, ou seja tem sempre um ângulo reto (90o)
  • (cateto oposto)2  + (cateto adjacente)2 = (hipotenusa)2

triangulo_retangulo.gif (2543 bytes)

.
Funções Trigonométricas

Círculo com raio 1

seno & cossenotangente

Os eixos dos senos é o eixo vertical e o eixo dos cossenos é o eixo horizonal.

Os eixos dos senos e dos cossenos tem uma escala que varia de -1 até 1, sendo o centro da circunferência o zero.

No triângulo retângulo formado pelo raio, cos a e sen a tem-se

  • o lado do raio é a hipotenusa
  • o lado do seno é um cateto
  • o lado do seno é um cateto
  • o cateto oposto ao ângulo a é o do seno
  • o cateto adjacente ao ângulo a é o do cosseno
  • o cateto oposto sobre adjacente é a tangente
  • o cateto oposto sobre a hipotenusa é o seno
  • o cateto adjacente sobre a hpotenusa é o cosseno

 

O seno do ângulo a é abreviado por sen a  .

O cosseno do ângulo a é abreviado por cos a  .

A tangente do ângulo a é abreviado por tg a  .

A cotangente do ângulo a é abreviado por cotg a  .

Os valores de sen a e de cos a estão contidos em [-1,1], ou seja, -1 O sen a O 1 e -1 O cos a O 1. Em outras palavras os valores de sen a e cos a não são maiores que um ou menores que menos um.

As funções seno, cosseno e tangente também são chamadas de funções circulares.

gráficos de seno cosseno tangente cotangente secante cossecante

 

seno.gif (1642 bytes) A função seno é uma função impar. Isto significa que sen(-x) = - sen(x).
..
função cosseno A função cosseno é uma função par, existe simetria com relação ao eixo vertical do gráfico.  Isto significa que cos (x) = cos(-x).

Funções Circulares Inversas

Estas funções são o arco seno (arcsen), o arco cosseno (arccos) e o arco tangente (arctg) e são definidas como a seguir:

  • Se y = sen x então x = arcsen y.
  • Se y = cos x então x = arccos y.
  • Se y = tg x então x = arctg y.

As funções trigonométricas mostradas aqui são funções reais. Existem também as funções trigonométricas com variáveis complexas, de grande interesse no eletromagnetismo aplicado, tema para outro tutorial.

.
Tabela
a .. sen a .. cos a .. tg a
0o

0 rad

  0   1   0
30o

p/3 rad

  1/2   raiz3_2.gif (131 bytes)   raiz3_3.gif (129 bytes)
45o

p/4 rad

  raiz2_2.gif (134 bytes)   raiz2_2.gif (134 bytes)   1
60o

2p/3 rad

  raiz3_2.gif (131 bytes)   1/2   raiz3_3.gif (129 bytes)
90o

p/2 rad

  1   0   infinito
.
Relações Trigonométricas
  • sen2x + cos2x = 1
  • sen(-x) = - sen(x)
  • cos(x) = cos(-x)
  • sen(p-x) = sen(x)
  • cos(p-x) = - cos(x)
  • sen(p+x) = - sen(x)
  • cos(p+x) = - cos(x)
  • sen(2p-x) = - sen(x)
  • cos(2p-x) = cos(x)
  • sen(p/2-x) = cos(x)
  • cos(p/2-x) = cotg(x), x K kp
  • sen(x) = cat.op. / hip.
  • cos(x) = cat. ad. / hip.
  • tg(x) = cat. op. / cat. ad.
  • sen(2x) = 2 senx cosx
  • cos(2x) = cos2x - sen2x
  • cos(2x) = 1 - 2sen2x
  • cos(2x) = 2 cos2x - 1
  • sen2x = (1 - cos(2x)) / 2
  • cos2x = (1 + cos(2x)) / 2
  • sen(x+y) = sen x cos y + cos x sen y
  • sen(x-y) = sen x cos y - cos x sen y
  • cos(x+y) = cos x cos y - sen x sen y
  • cos(x-y) = cos x cos y + sen x sen y
  • tg x = sen x / cos x
  • cotg x = cos x / sen x
  • tg(2p-x) = - tg(x)
  • tg(p-x) = - tg(x), x K p/2 + kp
  • tg x = 1 / cotg x
  • tg1.gif (426 bytes), x+y K p/2 + kp , x K p/2 + kp , y K p/2 + kp
  • tg2.gif (417 bytes), x-y K p/2 - kp , x K p/2 - kp , y K p/2 - kp
  • sec(x)  = 1 / cos(x)
  • cosec(x)  = 1 / sen(x)
  • sec2 x = 1 + tg2 x
  • cosec2 x = 1 + cotg2 x
.
Relações Trigonométricas com Exponenciais
  • eix = cos x + i sen x
  • senexp.gif (273 bytes)
  • cosexp.gif (278 bytes)
.
Derivadas Trigonométricas
  • sen(ax)' = acos(ax)
  • cos(ax)' = -asen(ax)
  • tg (ax)' = asec2(ax)
  • cosec(ax)' = -acosec(ax)cotg(ax)
  • sec(ax)' = asec(ax)tg(ax)
  • cotg(ax)' = -asec2(ax)
.
Integrais Trigonométricas
.
Integrais Definidas
.
Notas de Rodapé

' - símbolo da derivada, para a variável x é o mesmo que d/dx.

C - é a constante de integração

k - é uma constante inteira

cat. op. - cateto oposto

cat. ad. - cateto adjacente

hip. - hipotenusa

 

FIM

TOPO