O gráfico cosseno tem como principal característica ser periódico com período de 2π. Isso significa que a função se estende para ambos os lados e tem uma forma uniforme. Portanto, a função pode ter qualquer valor de x, o que significa que o domínio é igual a todos os números reais.
Por outro lado, os valores de y variam de -1 a 1, então a imagem da função são todos os números reais que estão entre -1 e 1. Usando a forma geral de cosseno, podemos alterar diferentes parâmetros, como amplitude, fase, período e podemos mudar a forma do gráfico.
TRIGONOMETRIA
Relevante para…
Aprender sobre o gráfico da função cosseno com exercícios.
TRIGONOMETRIA
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Aprender sobre o gráfico da função cosseno com exercícios.
Gráfico da função cosseno básica
Para representar graficamente a função cosseno, plotamos o ângulo ao longo do eixo x horizontal e, para cada ângulo, plotamos o cosseno desse ângulo no eixo y vertical. O resultado disso é uma curva que varia de +1 a -1. As curvas que seguem esta figura são chamadas de senoidais.
A função cosseno é uma função periódica. Isso significa que a função se repete em intervalos regulares. Na função cosseno básica, o período é 2π. A função cosseno também exibe simetria em torno do eixo y. Isso significa que a função cosseno é uma função par.
Domínio da função cosseno
Como a função é periódica com período de 2π ou 360°, podemos encontrar o cosseno de qualquer ângulo, não importa quão grande ele seja. Por exemplo, os resultados de cosseno dos ângulos 2π, 4π e 6π são equivalentes. Portanto, o domínio da função cosseno é igual a todos os números reais.
Imagem da função cosseno
Observando o gráfico da função cosseno básica, podemos ver que os valores de y variam de -1 a 1. A curva cosseno nunca sai desses valores. Isso significa que a imagem da função cosseno são todos os números reais entre 1 e -1.
Gráficos de variações da função cosseno
A função cosseno básica pode ter variações que tornam seu gráfico diferente. A forma geral da função cosseno é:
$latex y=A~\cos(Bx-C)+D$
Os diferentes parâmetros nesta forma geral permitem que você faça alterações na forma do gráfico da função. Cada parâmetro afeta diferentes aspectos do gráfico.
Determinar a amplitude da função cosseno
A amplitude representa o alongamento vertical ou altura da função. A amplitude é a distância da linha média do gráfico até o ponto máximo ou mínimo. A amplitude é medida como um valor absoluto. Para a função cosseno básica, a linha média é o eixo x e a amplitude é 1.
Na forma geral da função cosseno, podemos encontrar a amplitude usando |A|. Por exemplo, a amplitude de $latex y=3\cos(x)$ é 3.
Determinar o período da função cosseno
O período representa o intervalo após o qual a função começa a se repetir. O período da função cosseno básica é 2π.
Na forma geral, usamos o parâmetro B e a relação $latex P=\frac{2\pi}{|B|}$ para calcular o período da função. Quando o valor de B é maior que 1, o período é menor que 2π e a função é comprimida horizontalmente. Quando o valor de B é menor que 1, o período é maior que 2π e a função é alongada horizontalmente.
Determinar a fase da função cosseno
A fase representa a translação horizontal da função cosseno. A função cosseno básica tem uma fase ou translação horizontal de 0.
Para encontrar a fase na forma geral, a reescrevemos da seguinte forma: $latex y=A~\cos(B(x-\frac{C}{B})+D$ Nesta forma, a fase é igual a valor $latex \frac{C}{B}$ Se temos C>0, o gráfico do cosseno é deslocado para a direita e se C<0, o gráfico é deslocado para a esquerda.
Determinar a translação vertical da função cosseno
O valor D na forma geral corresponde à translação vertical da linha do meio do gráfico. Um valor positivo de D representa um deslocamento para cima e um valor negativo de D representa um deslocamento para baixo. A função $latex y=\cos(x)+D$ tem sua linha do meio em $latex y=D$.
Exercícios de gráfico de cosseno resolvidos
Os exercícios a seguir podem ser usados para praticar o que você aprendeu sobre os gráficos da função cosseno. Cada exercício tem sua respectiva solução, mas tente resolver você mesmo os exercícios antes de olhar para a resposta.
EXERCÍCIO 1
Qual é o gráfico da função $latex y=2\cos(2x)+1$?
Solução
Para representar graficamente uma função cosseno que possui parâmetros diferentes, contamos com o gráfico da função cosseno básica e aplicamos as diferentes transformações dependendo dos diferentes parâmetros.
Observando a equação dada, vemos que temos:
- Amplitude: $latex |A|=2$. O gráfico será duas vezes mais alto.
- Período: $latex P=\frac{2\pi}{|B|}=\frac{2\pi}{2}=\pi$. O gráfico será comprimido por um fator de 2 horizontalmente.
- Fase: $latex \frac{C}{B}=0$. Não há nenhuma translação horizontal.
- Translação vertical: $latex D=1$. A linha do meio está localizada em $latex y=1$.
Usando isso, o gráfico desta função é:
EXERCÍCIO 2
Qual é o gráfico da função $latex y=3\cos(\frac{1}{3}x-1)-2$?
Solução
Usamos a função cosseno básica e aplicamos as transformações apropriadas. Observando a equação dada, vemos que temos:
- Amplitude: $latex |A|=3$. O gráfico será três vezes mais alto.
- Período: $latex P=\frac{2\pi}{|B|}=\frac{2\pi}{\frac{1}{3}}=6\pi$. O gráfico será esticado por um fator de 3 horizontalmente.
- Fase: $latex \frac{C}{B}=\frac{1}{\frac{1}{3}}=3$. O gráfico é transladado 3 unidades para a direita.
- Translação vertical: $latex D=-2$. A linha do meio está localizada em $latex y=-2$.
Usando isso, o gráfico desta função é:
EXERCÍCIO 3
Qual é a equação da seguinte função cosseno?
Solução
Observamos as seguintes características no gráfico da função:
- O gráfico tem metade da altura do gráfico original. Isso significa que $latex A=\frac{1}{2}$.
- O período do gráfico é π, o que significa que o parâmetro B deve ser 2.
- Não há translação horizontal, então C deve ser 0.
- A linha do meio é $latex y=-1$, então D é igual a -1.
Usando isso, concluímos que a equação desta função é:
$latex y=\frac{1}{2}\cos(2x)-1$
EXERCÍCIO 4
Qual é a equação da seguinte função cosseno?
Solução
Podemos extrair as seguintes informações do gráfico:
- A distância da linha do meio até o ponto mais alto é 2. Isso significa que $latex A=2$.
- O período do gráfico é 4π, então temos $latex B=\frac{1}{2}$.
- Não há translação horizontal, então C deve ser 0.
- A linha do meio é $latex y=3$, então D é igual a 3.
Usando essas informações, podemos determinar que a equação da função é:
$latex y=2\cos(\frac{1}{2}x)+3$
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