Goniometria grafici equazioni Funzioni goniometriche disequazioni Formule fondamentali Paola Suria Arnaldi 1 Funzioni goniometriche P(cosa , sina) a tan a sin2 a + cos2a =1 tan a = sin a / cos a Paola Suria Arnaldi 2 Dalla definizione al grafico della funzione p Paola Suria Arnaldi 2p 3 Funzioni goniometriche f(x)=cos x f(x)=sin x 1,5 1,5 1 0,5 0 y 1 -10 -5 -0,5 0 5 10 -1 0,5 -1,5 y x 0 -5 -3 -1 1 3 5 7 6 4 -0,5 2 y -7 f(x)=tan x 0 -1 -3,5 -1,5 0,5 2,5 -2 -4 -1,5 x -6 x Paola Suria Arnaldi 4 FUNZIONI GONIOMETRICHE 1,5 Domf: R Imf [-1, 1] 1 Funzione non iniettiva (perché periodica) Funzione non suriettiva (imf ≠ R) 0,5 Funzione non biiettiva 0 -3,2 -2,2 -1,2 -0,2 -0,5 0,8 1,8 2,8 Funzione periodica T = 2p Monotona ad intervalli Funzione non invertibile (non monotona) -1 -1,5 Si rende invertibile fissando un intervallo di monotonia. L’intervallo canonico [-p/2, p/2] Funzione inversa così definita si chiama f(x) = arcsenx Paola Suria Arnaldi 5 FUNZIONI GONIOMETRICHE f(x) = cos x 1,5 Domf: R Imf [-1, 1] 1 Funzione non iniettiva (perché periodica) Funzione non suriettiva (imf ≠ R) 0,5 Funzione non biiettiva 0 -3,2 -2,2 -1,2 -0,2 -0,5 0,8 1,8 2,8 Funzione periodica T = 2p Monotona ad intervalli Funzione non invertibile (non monotona) -1 -1,5 Si rende invertibile fissando un intervallo di monotonia. L’intervallo canonico [0, p] Funzione inversa così definita si chiama f(x) = arcos x Paola Suria Arnaldi 6 FUNZIONI GONIOMETRICHE f(x) = tan x Domf: R -{(2k+1)*p/2}, k є Z Imf R 8 Funzione non iniettiva (perché periodica) Funzione suriettiva (imf ≡ R) 3 -1,8 -0,8 Funzione non biiettiva 0,2 -2 1,2 Funzione periodica T=p Monotona ad intervalli Funzione non invertibile (non monotona) -7 -12 Si rende invertibile fissando un intervallo di monotonia. L’intervallo canonico [-p / 2, p / 2] Funzione inversa così definita si chiama f(x) = arctan x Paola Suria Arnaldi 7 Senx e arcsenx 1,5 f[-p/2, p/2] (x) = sin x 1 Dom f: Imf: funzione funzione funzione funzione 0,5 -1,6 -1,1 -0,6 0 -0,1 0,4 0,9 1,4 -0,5 -1 [-p/2, p/2] [- 1, 1] iniettiva non suriettiva dispari invertibile -1,5 f (x) = arcsin x 100 80 60 40 20 0 -1,5 -1 -0,5 -20 0 -40 -60 -80 0,5 1 1,5 Dom f: Imf: funzione funzione funzione funzione [- 1, 1] [-p/2, p/2] iniettiva non suriettiva dispari invertibile -100 Paola Suria Arnaldi 8 Cosx e arcosx 1,2 f[0, p] (x) = cos x 0,7 0,2 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 -0,3 -0,8 Dom f: Imf: funzione funzione funzione funzione [0, p] [- 1, 1] iniettiva non suriettiva monotona decrescente invertibile -1,3 3,5 f (x) = arcos x 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -1,5 -1 -0,5 -0,5 0 0,5 1 1,5 Dom f: Imf: funzione funzione funzione funzione Paola Suria Arnaldi [- 1, 1] [0, p] iniettiva non suriettiva decrescente invertibile 9 Tanx e arctan x 8 f(-p/2, p/2) (x) = tan x Dom f: Imf: funzione funzione funzione 3 -1,8 -0,8 0,2 1,2 -2 -7 (-p/2, p/2) R iniettiva suriettiva funzione monotona crescente dispari funzione invertibile -12 f (x) = arctan x 1,3 0,8 0,3 -4 -3 -2 -1 -0,2 0 -0,7 -1,2 -1,7 1 2 3 4 Dom f: Imf: funzione funzione funzione Funzione funzione Paola Suria Arnaldi R (-p/2, p/2) iniettiva non suriettiva monotona crescente dispari invertibile 10 Andiamo oltre nel nostro programma e facciamo un salto nel programma di analisi Le funzioni esponenziale, logartimica, goniometriche hanno una legge matematica che non è di tipo polinomiale. Sarebbe difficile calcolare la f(x), nota la x, anche con una calcolatrice, che in fondo è solo una addizionatrice, se per ognuna di queste funzioni non ci fossero dei polinomi che le approssimano bene.. Queste approssimanzioni si chiamano di Taylor, se l’approssimazione viene fatta a partire da un punto noto, qualsiasi, o di Mac Laurin se il punto scelto è x = 0. Vediamo il loro significato su casi particolari. Paola Suria Arnaldi 11 L’approssimazione di Mac Laurin per la funzione seno 3 ---- 2 La curva disegnata in blue è f(x)=sinx 1 ---- la curva disegnata in rosso è f(x) = x 0 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 ---- la curva disegnata in verde è f(x) = x - x3/3! -1 -2 -3 3 2 ---- La curva disegnata in blue è f(x)=sinx 1 ---- la curva disegnata in rosso è f(x) = x- x3/3! 0 -4 -3 -2 -1 0 -1 1 2 3 4 ---- la curva disegnata in verde è f(x) = x - x /3!+x /5! 3 5 -2 -3 Paola Suria Arnaldi 12 L’approssimazione di Mac Laurin per la funzione coseno 3 ---- 2 La curva disegnata in blue è f(x)=cosx 1 ---- la curva disegnata in rosso è f(x) = 1-x2/2! 0 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 ---- la curva disegnata in verde è f(x) = 1-x /2!+x /4! -1 2 4 -2 -3 3 2 ---- La curva disegnata in blue è f(x)=cosx 1 ---- la curva disegnata in rosso è f(x) = 1-x2/2! 0 -4 -3 -2 -1 0 -1 1 2 3 4 ---- la curva disegnata in verde è f(x) = 1-x /2!+x /4!-x6/6! 2 4 -2 -3 Paola Suria Arnaldi 13 Equazioni goniometriche Sin x sin x = k l’eq. è possibile se e solo se |k| ≤1 e cioè -1 ≤ k ≤ 1 sin x = ½ x = p / 6 + 2 k p V x = 5/6 p + 2 k p s in x = - ½ x =- p / 6 + 2 k p V x = 7/6 p + 2 k p l’eq. è possibile se e solo se |k| ≤1 e cioè -1 ≤ k ≤ 1 cos x = ½ x = p / 3 + 2 k p V x = - p/3 + 2 k p cos x = - ½ x = 2/3 p + 2 k p V x = - 2/3 p + 2 k p cos x = k Paola Suria Arnaldi 14 Equazioni goniometriche sin x = h l’eq. è possibile se e solo se |k| ≤1 e cioè -1 ≤ h ≤ 1 1. sin x = ½ x = p / 6 + 2 k p V x = 5/6 p + 2 k p 2. s in x = - ½ x =- p / 6 + 2 k p V x = 7/6 p + 2 k p 3. sin x = 0 x=kp 4. sin x = 1 x = p / 2 + 2k p 5. sin x = - 1 x = 3/2 p + k p cos x = h l’eq. è possibile se e solo se |h| ≤1 e cioè - p/3 1 ≤ h ≤ 1 6. cos x = ½ x = p / 3 + 2 k p V x = -p / 3+ 2 k p 7. cos x = - ½ x = 2/3 p + 2 k p V x = - 2/3 p + 2 k p 8. cos x = 0 x = p/2 + k p 9. cos x = 1 x=2kp 10. 1 cos x = -1 x=p+2kp 2 6 Paola Suria Arnaldi 7 15 Equazioni goniometriche sin x = h l’eq. è possibile se e solo se |h| ≤1 e cioè -1 ≤ h ≤ 1 1. sin x = √3/2 x = p / 3 + 2 k p V x = 2/3 p + 2 k p 2. sin x = - √3/2 x =- p / 3 + 2 k p V x = 4/3 p + 2 k p cos x = h l’eq. è possibile se e solo se |h| ≤1 e cioè -1 ≤ h ≤ 1 3. cos x = √3/2 x = p / 6 + 2 k p V x = - p/6 + 2 k p 4. 1 cos x = - √3/2 x = 5/6 p + 2 k p V x = - 5/6 p + 2 k p 2 3 Paola Suria Arnaldi 4 16 Equazioni goniometriche tan x = h l’eq. è possibile qualsiasi h є R 1. tan x = √3/3 x=p/6+kp 2. tan x = - √3/3 x =- p /6+ k p V x = 4/3 p + 2 k 3. tan x = √3 x=p/3+ kp 4. tan x = - √3/3 x = 5/6 p + k p 5. tan x =0 x=kp 6. tan x = 1 x = p/4 + k p 7. tan x = -1 x = - p / 4 + kp 1 2 3 Paola Suria Arnaldi 4 17