14
UNITA’ 3. LE EQUAZIONI GONIOMETRICHE. 1. Generalità sulle equazioni goniometriche. 2. Equazioni goniometriche elementari con seno, coseno, tangente e cotangente. 3. Altri tipi di equazioni goniometriche elementari. 4. Le funzioni inverse arcoseno, arcocoseno, arcotangente e arcocotangente. 5. Equazioni riconducibili ad equazioni goniometriche elementari. 6. Equazioni lineari in seno e coseno. 7. Equazioni omogenee di secondo grado in seno e coseno. 8. Equazioni riconducibili ad equazioni goniometriche omogenee di secondo grado. 9. Equazioni che si risolvono con le formule di prostaferesi. 10. Sistemi di equazioni goniometriche. 11. Calcolo del dominio di alcune funzioni goniometriche. 12. Calcolo del periodo delle funzioni goniometriche. 13. Le intersezioni delle funzioni goniometriche con gli assi cartesiani. 14. Esercizi vari e problemi di applicazione. 1. Generalità sulle equazioni goniometriche. Le equazioni goniometriche sono equazioni che contengono l’incognita all’interno di qualche funzione goniometrica (seno, coseno, tangente, secante, cosecante, cotangente). Risolvere l’equazione goniometrica significa ricavare l’angolo incognito x (in radianti) oppure x° (in gradi) che verifica l’uguaglianza tra il primo membro e il secondo membro. Le equazioni goniometriche servono per risolvere problemi di Geometria o di Fisica in cui le incognite sono degli angoli. Ci sono vari tipi di equazioni goniometriche; le più frequenti sono le seguenti: a- equazioni goniometriche elementari; b- equazioni riconducibili ad equazioni goniometriche elementari; c- equazioni lineari in seno e coseno; d- equazioni omogenee di secondo grado in seno e coseno; e- equazioni riconducibili ad equazioni omogenee di secondo grado; f- equazioni che si risolvono con le formule di prostaferesi.

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UNITA’ 3. LE EQUAZIONI GONIOMETRICHE.

1. Generalità sulle equazioni goniometriche.

2. Equazioni goniometriche elementari con seno, coseno, tangente e cotangente.

3. Altri tipi di equazioni goniometriche elementari.

4. Le funzioni inverse arcoseno, arcocoseno, arcotangente e arcocotangente.

5. Equazioni riconducibili ad equazioni goniometriche elementari.

6. Equazioni lineari in seno e coseno.

7. Equazioni omogenee di secondo grado in seno e coseno.

8. Equazioni riconducibili ad equazioni goniometriche omogenee di secondo grado.

9. Equazioni che si risolvono con le formule di prostaferesi.

10. Sistemi di equazioni goniometriche.

11. Calcolo del dominio di alcune funzioni goniometriche.

12. Calcolo del periodo delle funzioni goniometriche.

13. Le intersezioni delle funzioni goniometriche con gli assi cartesiani.

14. Esercizi vari e problemi di applicazione.

1. Generalità sulle equazioni goniometriche.

Le equazioni goniometriche sono equazioni che contengono l’incognita all’interno di qualche funzione

goniometrica (seno, coseno, tangente, secante, cosecante, cotangente).

Risolvere l’equazione goniometrica significa ricavare l’angolo incognito x (in radianti) oppure x° (in gradi)

che verifica l’uguaglianza tra il primo membro e il secondo membro.

Le equazioni goniometriche servono per risolvere problemi di Geometria o di Fisica in cui le incognite sono

degli angoli.

Ci sono vari tipi di equazioni goniometriche; le più frequenti sono le seguenti:

a- equazioni goniometriche elementari;

b- equazioni riconducibili ad equazioni goniometriche elementari;

c- equazioni lineari in seno e coseno;

d- equazioni omogenee di secondo grado in seno e coseno;

e- equazioni riconducibili ad equazioni omogenee di secondo grado;

f- equazioni che si risolvono con le formule di prostaferesi.

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2. Equazioni goniometriche elementari con seno, coseno, tangente e cotangente.

Sono equazioni goniometriche molto semplici che si possono risolvere in due modi:

a- ricordando i valori delle funzioni goniometriche di alcuni angoli particolari e ricordando la periodicità

di queste funzioni goniometriche. Può essere utile usare la circonferenza goniometrica.

b- utilizzando la calcolatrice scientifica, in particolare i tasti sin-1, cos-1, tan-1.

Esempio 1 2

1senx

Osservando la circonferenza goniometrica si può notare che il seno di un angolo è uguale ad 2

1 quando

l’angolo vale

k26 oppure quando l’angolo vale k2

6

5 . Le soluzioni pertanto si possono scrivere in

questo modo:

kxkx 26

52

6

Esempio 2 2

13cos x

Osservando la circonferenza goniometrica si può notare che il coseno di un angolo è uguale a 2

1 quando

l’angolo vale k23

2 oppure quando l’angolo vale k2

3

4 . Le soluzioni pertanto si possono scrivere

in questo modo:

kxkxkxkx3

2

9

4

3

2

9

22

3

432

3

23

Esempio 3 16

2

xtg

Osservando la circonferenza goniometrica si può notare che la tangente di un angolo è uguale ad 1 quando

l’angolo vale

k4

. Le soluzioni pertanto si possono scrivere in questo modo:

224

5 ;

12

52 ;

12

232 ;

642 ;

462

kxkxkxkxkx

Esempio 4 3122

cot

x

g

Osservando la circonferenza goniometrica si può notare che la cotangente di un angolo è uguale a 3

quando l’angolo vale k6

5. Le soluzioni pertanto si possono scrivere in questo modo:

kxkkkkx

26

11 ;

12

11

2

x ;

12

10

2

x ;

6

5

122

x ;

6

5

122

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3. Altri tipi di equazioni goniometriche elementari.

Sono equazioni del tipo:

gytgxysenxgygxtgytgxyxsenysenx cot cos cotcot coscos

Esempio 1 xsenxsen 23

Il seno di un angolo è uguale al seno di un altro angolo quando:

il secondo angolo è uguale al primo, a meno di multipli di 2;

oppure quando:

il secondo angolo è uguale al supplementare del primo, a meno di multipli di 2;

Imponendo che gli angoli siano uguali si ottiene:

kxx 23

2 ;

kx 23 prima soluzione;

Imponendo che gli angoli siano supplementari si ottiene:

kxx 23

2

;

kxx 2

32 ;

kx 2

33 ;

kx 23

43 ; kx

3

2

9

4 seconda soluzione.

Esempio 2

3cos

122cos

xx

Il coseno di un angolo è uguale al coseno di un altro angolo quando:

il secondo angolo è uguale al primo, a meno di multipli di 2;

oppure quando:

il secondo angolo è uguale all’opposto del primo, a meno di multipli di 2;

Imponendo che gli angoli siano uguali si ottiene:

kkkxxkxx 212

5 x;2

12

5x ;2

1232 ;2

122

3 prima soluzione;

Imponendo che gli angoli siano opposti si ottiene:

kxkxkxkxx3

2

12 ;2

12

33 ;2

1233 ;2

122

3 seconda soluzione.

Esempio 3

362

xtgxtg

Affinché l’equazione abbia significato devono esistere le tangenti e perciò deve risultare:

per l’esistenza della prima tangente: 26

;6

22x ;

622x ;

262

kxkkkx

per l’esistenza della seconda tangente:

kxkxkx 6

5 ;

32 ;

23

Se le soluzioni dell’equazione goniometrica coincidono con questi valori, tali soluzioni non sono accettabili e

pertanto l’equazione non ha soluzioni, cioè è impossibile.

Per risolvere l’equazione osserviamo che la tangente di un angolo è uguale alla tangente di un altro angolo se

i due angoli sono uguali, a meno di multipli di . Quindi deve risultare:

kxkxkxxkxx 2

;6

3 ;

362 ;

62

3 Soluzione accettabile.

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Esempio 4

xgxg

2cot

3cot

Affinché l’equazione abbia significato devono esistere le cotangenti e perciò deve risultare:

per l’esistenza della prima cotangente: 3

;03

kxkx

per l’esistenza della seconda tangente:

kxkxkx 2

;2

;02

Se le soluzioni dell’equazione goniometrica coincidono con questi valori, tali soluzioni non sono accettabili e

pertanto l’equazione non ha soluzioni, cioè è impossibile.

Per risolvere l’equazione osserviamo che la cotangente di un angolo è uguale alla cotangente di un altro

angolo se i due angoli sono uguali, a meno di multipli di . Quindi deve risultare:

212

;6

2 ;32

2 ;23

kxkxkxkxx Soluzione accettabile.

Esempio 5

6cos

62

xxsen

Il secondo membro si può trasformare in seno, poiché il coseno di un angolo α è uguale al seno dell’angolo

complementare

2. Perciò l’equazione diventa:

6262

xsenxsen e si riconduce ad un tipo di equazione precedente.

Imponendo che gli angoli siano uguali si ottiene:

kxkxkxkxx3

2

6 ;2

23 ;2

23 ;2

62

62 ; prima soluzione;

Imponendo che gli angoli siano supplementari si ottiene:

;26

36 ;2

626 ;2

62

62

kxkxkxx

kx 26

5 seconda soluzione.

Esempio 6

3cot

3

xgxtg

Il secondo membro si può trasformare in tangente, poiché la cotangente di un angolo α è uguale alla tangente

dell’angolo complementare

2. Perciò l’equazione diventa:

323

xtgxtg e si riconduce ad un tipo di equazione precedente.

Affinché l’equazione abbia significato devono esistere le tangenti e perciò deve risultare:

per l’esistenza della prima tangente:

kxkxkxkx

3

2 ;

6

3 ;

62 ;

26

per l’esistenza della seconda tangente:

kxkx 3

;232

Se le soluzioni dell’equazione goniometrica coincidono con questi valori, tali soluzioni non sono accettabili e

pertanto l’equazione non ha soluzioni, cioè è impossibile.

Per risolvere l’equazione osserviamo che la tangente di un angolo è uguale alla tangente di un altro angolo se

i due angoli sono uguali, a meno di multipli di . Quindi deve risultare:

24

;2

2 ;323

kxkxkxx Soluzione accettabile.

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4. Le funzioni inverse arcoseno, arcocoseno, arcotangente e arcocotangente.

5. Equazioni riconducibili ad equazioni goniometriche elementari.

Queste equazioni si risolvono trasformando tutte le funzioni goniometriche in funzione di una sola di esse,

portando tutti i termini al primo membro e scomponendo il primo membro nel prodotto di più fattori di primo

grado o di secondo grado.

Applicando la legge di annullamento del prodotto si può uguagliare a zero ciascun fattore ottenendo varie

equazioni goniometriche elementari che si risolvono singolarmente.

A volte, prima di risolvere l’equazione, è necessario imporre alcune condizioni di accettabilità.

Esempio 1 ;1cos2 senxx

;11 2 senxxsen ;02 senxxsen ;02 senxxsen

;01 senxsenx

kxkxsenx ;00

kxsenxsenx 22

101

Esempio 2 ;0cos22 senxxxsen

012 ;01 ;01 22222 senxxsensenxxsenxsensenxxsenxsen

9811241

4

31senx

kxsenx 22

31

kxkxsenx 22

52

62

1

14

4

4

31

2

1

4

2

4

31

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6. Equazioni lineari in seno e coseno.

Sono equazioni in cui si trovano sia il seno che il coseno di un angolo come funzioni di primo grado, e perciò

si dicono lineari. Hanno questa forma:

0cos cxbsenxa

dove a,b,c sono numeri reali qualsiasi.

Nel caso particolare in cui 0c l’equazione diventa:

0cos xbsenxa

che si può risolvere dividendo ambo i membri per cosx (che è certamente diverso da zero) ottenendo:

0 btgxa ; a

btgx

che è un’equazione goniometrica elementare con la funzione tangente.

Esempio 1. 0cos3 xsenx ;

03cos

x

senx; 3tgx ;

kx

3

Se invece 0c l’equazione risulta completa: 0cos cxbsenxa

e si può risolvere utilizzando le formule parametriche razionali trasformando senx e cosx in 2

xtgt ,

ipotizzando che 2

xtg esista, cioè ipotizzando che

k

x

22 e quindi kx 2 .

Se invece 2

xtgt non esiste, cioè

k

x

22, e quindi kx 2 , non si possono usare le formule

parametriche. Si deve allora sostituire l’angolo kx 2 nell’equazione data e controllare se anche

questo angolo è soluzione dell’equazione.

Esempio 2 01cos xsenx

Se 2

xtgt esiste, cioè

k

x

22 e quindi kx 2 , si possono usare le formule parametriche

razionali e l’equazione diventa:

011

1

1

22

2

2

t

t

t

t; 0

1

1122

22

t

ttt; 022 2 tt ;

02 tt ; 0)1( tt

0t 02

xtg ; k

x 0

2 kx 2

01t ;1t ;12

x

tg ;42

kx

kx 22

Se invece 2

xtgt non esiste, cioè

k

x

22 e quindi kx 2 , non si possono usare le formule

parametriche ma bisogna sostituire questo valore di x nell’equazione data e si ottiene:

01)2cos()2( kksen cioè 01)cos()( sen ; 01)1(0 ; 02

L’uguaglianza non è verificata per cui l’angolo kx 2 non è soluzione dell’equazione.

0t

01t

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Esempio 3. 01cos xsenx

Se 2

xtgt esiste, cioè se

k

x

22 e quindi kx 2 , si possono usare le formule parametriche

razionali e l’equazione diventa: 011

1

1

22

2

2

t

t

t

t; 0

1

1122

22

t

ttt; 022 t ;

01t ; 1t ; ;12

xtg ;

42

k

x

kx 2

2

Se invece 2

xtgt non esiste, cioè

k

x

22 e quindi kx 2 non si possono usare le formule

parametriche razionali ma bisogna sostituire questo valore di x nell’equazione data e si ottiene:

01)2cos()2( kksen cioè 01)cos()( sen ; 01)1(0 ; 011 ; 00 .

L’uguaglianza è verificata per cui l’angolo kx 2 è anche soluzione dell’equazione.

7. Equazioni omogenee di secondo grado in seno e coseno.

Sono equazioni in seno e coseno che hanno tutti i termini di secondo grado e perciò si dicono omogenee.

In generale hanno la forma:

0coscos 22 xcxsenxbxsena

Si possono risolvere dividendo ambo i membri per x2cos , che è sicuramente diverso da zero, ottenendo

un’equazione del tipo: 02 ctgxbxtga che è riconducibile ad equazioni elementari.

Esempio 1. 0cos3cos)31( 22 xxsenxxsen

0cos

cos3

cos

cos31

cos 2

2

22

2

x

x

x

xsenx

x

xsen

03312 tgxxtg

22

31323134323131431

2

3131tgx

1 tgx

k4

x

3 tgx

k3

x

12

2

2

3131

32

32

2

3131

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8. Equazioni riconducibili ad equazioni goniometriche omogenee di secondo grado.

Sono equazioni del tipo: 0coscos 22 dxcxsenxbxsena

che non sono omogenee per la presenza del termine d che non è di secondo grado.

Tuttavia si possono ricondurre ad equazioni omogenee di secondo grado moltiplicando il termine d per il

numero xxsen 22 cos1 ottenendo:

0)cos(coscos 2222 xxsendxcxbsenxxasen

0cos)(cos)( 22 xdcxbsenxxsenda

che è un’equazione omogenea di secondo grado in seno e coseno.

Esempio 1 03cos2cos)13()33( 22 xxsenxxsen

0cos33cos2cos)13()33( 2222 xxsenxxsenxxsen

0coscos)13(3 22 xxsenxxsen

01133 2 tgxxtg

22

133213343213)1(3413

32

1313tgx

ktgx 4

x 1

ktgx 6

x 3

3

132

32

32

1313

3

3

3

1

32

2

32

1313

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02 xsen

01cos2 x

9. Equazioni che si risolvono con le formule di prostaferesi.

Queste equazioni si risolvono applicando le formule di prostaferesi e riducendole ad equazoni goniometriche

elementari.

Esempio 1. xsensenxxsen 23 ;

xsenxxxx

sen 22

3cos

2

32

;

xsenxxsen 2cos22 ;

02cos22 xsenxxsen ;

0)1cos2(2 xxsen

02 xsen ; kx 2 ; 2

kx

01cos2 x ; 1cos2 x ; 2

1cos x ;

kxkx 2

6

5 2

3

10. Sistemi di equazioni goniometriche.

Sono sistemi che contengono più equazioni, di cui almeno una è goniometrica. Si risolvono generalmente col

metodo di sostituzione.

Esempio

1cos2

4

ysenx

yx

Risolviamo a parte la seconda equazione:

01cos22

2cos

2

2 ysenyy si moltiplica per 2;

02cos222cos2 ysenyy si sommano i termini simili;

02cos232 yseny si divide per 2 ;

02

2cos3 yseny si razionalizza il denominatore;

02cos3 yseny

Si possono usare le formule parametriche se 2

ytgt esiste, cioè se

k

y

22 cioè se ky 2

In tal caso l’equazione diventa: 021

13

1

22

2

2

t

t

t

t; 012132 22 ttt ;

01cos24

4

yysen

yx

01cos24

coscos4

4

ysenyysen

yx

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022332 22 ttt ; 023223 2 tt ; 023223 2 tt ;

22432284744)29(44232344

23

221

232

2212

232

242

t

Prima soluzione: 217

277

29

42623

)23)(23(

)23)(221(

23

2211

t

cioè karctgyy

tg 212

212

Dalla tabella pag 309 si vede che alla tangente 12 corrisponde l’angolo 8

e quindi possiamo dedurre

che alla tangente 21 corrisponde l’angolo 8

.

Quindi avremo:

kykkarctgy

248

212

e yx 4

cioè kx 2

Seconda soluzione: 7

125

7

251

29

42623

)23)(23(

)23)(221(

23

2212

t

cioè 7

125

2

ytg

Dalla tabella a pag 309 si vede che questo valore di tangente non corrisponde ad alcun angolo noto, per cui la

soluzione rimane scritta così.

karctgykarctgy

27

1252

7

125

2

e yx

4

cioè

karctgx 2

7

1252

4

Volendo calcolare l’angolo in gradi possiamo utilizzare la calcolatrice impostata in DEG. Avremo:

869,819349,402)86729,0(2

7

1252 11 tgtgy 869,126869,814545 yx

Se invece ky 2 risulta che 2

xtgt non esiste e non si possono usare le formule parametriche. In tal

caso bisogna sostituire questo valore di y nell’equazione data e vedere se anche quest’angolo è soluzione

dell’equazione.

Si ottiene che: 02302)1(3002cos302cos3 senyseny NO

Risolviamo lo stesso sistema goniometrico ricavando dalla prima equazione non la x ma la y; avremo uno

svolgimento più semplice.

1cos2

4

ysenx

yx

014

cos2

4

xsenx

xy

0144

coscos2

4

sensenxxsenx

xy

Risolviamo a parte la seconda equazione:

012

2

2

2cos2

senxxsenx ; 01cos senxxsenx ; 01cos2 xsenx

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011

1

1

22

2

2

2

t

t

t

t; 0114 22 ttt ; 042 2 tt ; 042 2 tt ;

022 tt ; 0)2( tt

kxkxx

tgt 202

02

0 e 4

xy ;

ky 2

4

22

2 x

tgt

Dalla tabella a pag 309 si vede che questo valore di tangente non corrisponde ad alcun angolo noto, per cui la

soluzione rimane scritta così.

karctgxkarctgx

22222

e 4

xy cioè

karctgy 2

422

Volendo calcolare l’angolo in gradi possiamo utilizzare la calcolatrice impostata in DEG. Avremo:

8699,1264349,63222 1tgx e 869,81458699,12645xy

11. Calcolo del dominio di alcune funzioni goniometriche.

Il Dominio D di una funzione reale di variabile reale è l’insieme di tutti i valori della variabile x per i quali si

può calcolare il valore corrispondente della funzione )(xf .

Per determinare il dominio delle funzioni goniometriche bisogna imporre le seguenti condizioni:

- che le funzioni goniometriche si possano calcolare;

- che eventuali denominatori siano diversi da zero;

- che eventuali radici con indice pari abbiano il radicando maggiore o uguale a zero.

Esempio 1 Calcolare il dominio della funzione: xsenxxf cos)(

La funzione senx si può calcolare Rx e perciò non bisogna imporre alcuna condizione;

La funzione xcos si può calcolare Rx e perciò non bisogna imporre alcuna condizione;

Quindi il dominio della funzione )(xf è uguale all’insieme di tutti i numeri reali e si scrive: RD

Esempio 2 Calcolare il dominio della funzione: tgxsenxxf )(

La funzione senx si può calcolare Rx e perciò non bisogna imporre alcuna condizione;

La funzione tgx si può calcolare con la condizione che

kx 2

Quindi il dominio della funzione )(xf risulta:

kRD2

Esempio 2 Calcolare il dominio della funzione: gxtgxxf cot)(

0t

2t

Page 12: UNITA’ 3. LE EQUAZIONI GONIOMETRICHE.profmilizia.weebly.com/uploads/2/0/3/7/20371287/1___le__equazioni... · 6. Equazioni lineari in seno e coseno. Sono equazioni in cui si trovano

La funzione tgx si può calcolare con la condizione che

kx 2

La funzione gxcot si può calcolare con la condizione che kx 0

Si possono sintetizzare queste due condizioni in una sola condizione scrivendo 2

0

kx

Quindi il dominio della funzione )(xf risulta:

2

kRD

Esempio 4 Calcolare il dominio della funzione: 12

3)(

senxxf

La funzione senx si può calcolare Rx e perciò non bisogna imporre alcuna condizione;

Il denominatore deve essere diverso da zero e perciò bisogna imporre la condizione:

kxsenxsenxsenx 26

;2

1 1;2 ;012

Quindi il dominio della funzione )(xf risulta:

kRD 26

12. Calcolo del periodo delle funzioni goniometriche.

Sia )(xfy una funzione reale di variabile reale, avente Dominio D.

Si dice che la funzione )(xf è periodica di periodo T se:

)()( inoltre e : xfTxfDTxDx

Una funzione periodica di periodo T ha il grafico identico in ogni intervallo di ampiezza T.

Le funzioni goniometriche seno, coseno, tangente e le loro funzioni reciproche cosecante, secante,

cotangente, sono le tipiche funzioni periodiche.

La funzione senxxf )( e la sua funzione reciproca senx

ecxxf1

cos)( hanno il periodo T=2;

La funzione xxf cos)( e la sua funzione reciproca x

xxfcos

1sec)( hanno ha il periodo T=2;

La funzione tgxxf )( e la sua funzione reciproca tgx

gxxf1

cot)( hanno ha il periodo T=;

Le funzioni goniometriche più complesse hanno un periodo che si può calcolare come nei seguenti esempi.

Esempio 1 Determinare il periodo della funzione xsenxf4

3)(

Affinché la funzione sia periodica di periodo T deve risultare )()( xfTxf , cioè:

kkTkTkxTxxsenTxxsenTxsen3

82

3

4 ;2

4

3 ;2

4

3

4

3

4

3 ;

4

3

4

3

4

3sen ;

4

3)(

4

3

Per k=1 si ottiene il periodo principale: 3

8T

Esempio 2 Determinare il periodo della funzione

25)(

xtgxf

Affinché la funzione sia periodica di periodo T deve risultare )()( xfTxf , cioè:

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5

;5 ;2

52

55 ;2

52

55 ;2

52

5

kTkTkxTxxtgTxtgxtgTxtg

Per k=1 si ottiene il periodo principale: 5

T

Esempio 3 Determinare il periodo della funzione xxsenxf 3cos35)(

Per calcolare il periodo bisogna trasformare la funzione in modo che contenga una sola funzione

goniometrica.

La struttura della funzione ci ricorda la formula: xsenxxsen cos22 che modificheremo opportunamente

per ottenere la nostra funzione )(xf

xsenxsenxxsenxsenxxsenxxsen 22

5cos52

2

1coscos22

Ad ambo i membri si sostituisce l’angolo x con l’angolo 3x e si ottiene: xsenxxsen 62

53cos35

Quindi la funzione )(xf si può scrivere: xsenxf 62

5)(

Per trovare il suo periodo bisogna porre: )()( xfTxf cioè:

3

;26 ;2666 ;666 ;62

5)(6

2

5 kTkTkxTxxsenTxsenxsenTxsen

Per k=1 si ottiene il periodo principale: 3

T

Esempio 4 Determinare il periodo della funzione xsenxf4

35)( 2

Per calcolare il periodo bisogna trasformare la funzione in modo che non contenga il quadrato.

La struttura della funzione ci ricorda la formula: xsenx 2212cos che modificheremo opportunamente

per ottenere la nostra funzione )(xf .

xxsenxxsenxxsenxsenx 2cos12

552cos1

2

12cos12212cos 2222

Ad ambo i membri si sostituisce l’angolo x con l’angolo x4

3 e si ottiene:

xxsenxxsen

2

3cos1

2

5

4

35

4

32cos1

2

5

4

35 22

Quindi la funzione )(xf si può scrivere:

xxf

2

3cos1

2

5)(

Per trovare il suo periodo bisogna porre: )()( xfTxf cioè:

xTx

2

3cos1

2

5)(

2

3cos1

2

5 e semplificando opportunamente si ottiene:

kTkTkxTxxTx3

42

2

32

2

3

2

3

2

3

2

3cos

2

3

2

3cos

Per k=1 si ottiene il periodo principale: 3

4T

Esempio 5 Determinare il periodo della funzione xxf2

7cos3)( 2

Per calcolare il periodo bisogna trasformare la funzione in modo che non contenga il quadrato.

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La struttura della funzione ci ricorda la formula: 1cos22cos 2 xx che modificheremo opportunamente

per ottenere la nostra funzione )(xf .

xxxxxxxx 2cos12

3cos32cos1

2

1cos2cos1cos21cos22cos 2222

Ad ambo i membri si sostituisce l’angolo x con l’angolo x2

7 e si ottiene:

xxx 7cos12

3

2

72cos1

2

3

2

7cos3 2

Quindi la funzione )(xf si può scrivere: xxf 7cos12

3)(

Per trovare il suo periodo bisogna porre: )()( xfTxf cioè:

xTx 7cos12

3)(7cos1

2

3 e semplificando opportunamente si ottiene:

kTkTkxTxxTx7

22727777cos77cos

Per k=1 si ottiene il periodo principale: 7

2T

Esempio 6 Data la funzione )()()( 21 xfxfxf con

)(1 xf periodica di periodo 31 T

)(2 xf periodica di periodo 42 T

determinare il periodo della funzione somma )()()( 21 xfxfxf

Se )(1 xf ha periodo di 3 essa si ripete dopo 3 6 9 12 15 ecc.

Se )(2 xf ha periodo di 4 essa si ripete dopo 4 8 12 16 20 ecc.

La funzione somma )()()( 21 xfxfxf si ripete quando si ripetono entrambe le funzioni )(1 xf e )(2 xf .

Osservando tutti i multipli del primo periodo e tutti i multipli del secondo periodo si osserva che le due

funzioni si ripetono entrambe in corrispondenza del più piccolo multiplo comune: 12 .

Possiamo generalizzare dicendo che:

se una funzione )(xf è data dalla somma algebrica di più funzioni: ... )()()()( 321 xfxfxfxf

con )(1 xf periodica di periodo 1T

)(2 xf periodica di periodo 2T

)(1 xf periodica di periodo 3T ecc.

allora la funzione somma )(xf ha come periodo il minimo comune multiplo tra tutti i periodi delle

singole funzioni.

13. Le intersezioni di una funzione goniometrica con gli assi cartesiani.

Sono i punti in cui una funzione goniometrica incontra gli assi cartesiani. Servono per disegnare in modo più

preciso il grafico di una funzione goniometrica. Si ricavano risolvendo il sistema tra l’asse x con la funzione

goniometrica e il sistema tra l’asse y con la funzione goniometrica.

14. Esercizi vari e problemi di applicazione.