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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
ESC. SEC. ALBERTO SAMPAIO
BRAGA
PROPOSTA DE PLANIFICAÇÃO DA UNIDADE DIDÁCTICA
TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS (EM 20 AULAS)
2003/2004
ESAS 2003_2004 Página
1
PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
CONTEÚDO DA UNIDADE DIDÁCTICA
TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS
Conteúdos N.º de aulas previstas
Revisões de Trigonometria 4 Funções seno, co-seno e tangente; estudo de propriedades; cálculo de
derivadas. 6
Números complexos: introdução histórica e definição. Operações com complexos na forma algébrica. 4
Complexos na forma trigonométrica; operações 3
Domínios planos e condições em variável complexa. 2
Teste de avaliação sumativa 1
Total 20
Objectivos Específicos
- Estudar analítica e graficamente as funções seno, co-seno e tangente: domínio,
continuidade, zeros, assímptotas, monotonia, extremos relativos e absolutos,
concavidade, pontos de inflexão, gráfico.
- Resolver problemas envolvendo as funções estudadas, tanto sob os aspectos
analíticos como numéricos e gráficos.
- Operar com complexos na forma algébrica ou na forma trigonométrica.
- Calcular as raízes quadradas de um real negativo.
- Interpretar geometricamente o produto de um complexo z por i ou – i.
- Converter a forma algébrica na trigonométrica e vice-versa.
- Representar geometricamente as n raízes índice n de um complexo.
- Resolver equações simples.
- Identificar domínios planos definidos por condições de variável complexa.
- Resolver problemas envolvendo números complexos e/ou domínios planos.
- Usar a calculadora no estudo das funções trigonométricas e dos
números complexos.
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 1 Sumário Revisões sobre conceitos básicos da trigonometria Objectivos Específicos:
Definir radiano e converter unidades do sistema sexagesimal no sistema circular e vice- versa. Conhecer a noção de ângulo generalizado e calcular a determinação principal de um ângulo. Definir as razões trigonométricas de um ângulo, no triângulo rectângulo. Desenvolvimento da aula • Definição de radiano como sendo a medida da
amplitude de um ângulo ao centro cujo o comprimento do arco correspondente é igual ao raio.
8.4471º57rad1 ′′′=
Rad
• Conversão de unidades do sistema circular em centésimal e vice-versa.
π º180 x y
xyyxπ
π 180eº180
==
• Generalização do conceito de ângulo: ângulo é a
porção de plano gerada pela rotação de uma semi-recta em torno da sua origem.
• Exercícios 1. Converter em radianos 2. Converter em graus a) º750 a) rad50π b) º2000 b) rad
217
π
c) º3000− c) rad2
3. Achar a terminação principal dos ângulos dos dois exercícios anteriores.
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
Definição das razões trigonométricas no triângulo rectângulo
A B
C
α
ACBCsen =α
ACAB
=cosα
ABBCtg =α
αα
=αcossentg
• Exercícios
No desenho anterior considera cm4AB = e cm3BC = . Determina: a) αsen b) αcos c) αtg
b) Verifica que ααα
cossen
=tg
Outros exercícios
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 2 Sumário
Valores das razões trigonométricas de 6π ,
4π e
3π . Redução ao 1º Quadrante.
Objectivos Específicos:
Deduzir os valores das razões trigonométricas de 6π ,
4π e
3π ; aplicar esses
conhecimentos no cálculo dos valores das razões trigonométricas de ângulos de outros quadrantes a estes associados Desenvolvimento da aula
• Deduzir os valores das razões trigonométricas de 4π .
Seja o isósceles e rectângulo em B, e [ABC∆ ] aAB = .
a
a
α
Α Β
C
Então 2222a2aaAC =+= e
4π
=α .
Ou seja 2aa2AC 2 ==
22
21
2aa
ACBCsen ====α . Como
4π
=α
22
4sen =⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ π
Calcular de modo análogo 22
4cos =⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ π .g
Considerar que αα
=αcossentg , então, 1
22
22
4cos
4sen
4tg ==
π
π
=π
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
• Deduzir os valores das razões trigonométricas de 3π .
Seja o equilátero, de lado a. Então [ABC∆ ]
2aDBAD == e
3π
=α . Pelo teorema de Pitágoras,
4aa4DC
2aaDC
22222 −
=⇔⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−= , ou seja,
23a
4aa4DC
22
=−
= . Como,
23
a23a
ACDC
3sen ===
π . Calcular de modo
análogo concluir que 21
3cos =
π , e como αα
=αcossentg , então
33
3tg =π
α
A B
C
D
a
• Sintetizar num quadro estes valores do seguinte modo:
6π
4π
3π
sen 21
22
23
cos
23
22 2
1
tg 3 1 33
º30 º45 º60 • Exercícios
1. Sem utilizar calculadora, calcular os valores de:
a) º120sen b) ( )º750cos − c) ( )º240tg −
d) π43cos e) ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ π−
310sen f) π
37tg
g) π47tg h) ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ π−
311tg i) ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ π−
310sen
j) ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π
310sen l) ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ π−
413cos m) π
625tg
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 3 Sumário
Representação das razões trigonométricas no círculo trigonométrico. Exercícios. Objectivos Específicos Identificar as linhas geométricas que representam as razões trigonométricas no círculo.
Desenvolvimento da aula • Definição de círculo trigonométrico e representação das razões trigonométricas no
primeiro quadrante.
1
1
P(x,y)
x
y
0α
1
1
0
α
sen α = y
cos α = y
cotg α
tg α
• Generalização do circulo trigonométrico
2º Quadrante 3º Quadrante
x
y
β
tg β
sen β
cotg β
x
y
β
tg β
sen β
cotg β
cos β
cos β
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
4º Quadrante Sinal
x
y
β
tg β
sen β
cotg β
x
y
sen β -cos β -
cos β +
cos β +
cos β −
tg β +cotg β +
sen β +
tg β +cotg β +
sen β -
tg β -cotg β -
sen β +
tg β -cotg β −
cos β
• Variação das razões trigonométricas
0 2π π
23π π2
Sen 0 1 0 -1 0
cos 1 0 -1 0 1
tg 0 0 0
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 4 Sumário Fórmula fundamental da trigonometria e fórmulas secundárias. Fórmulas de redução ao primeiro quadrante. Exercícios. Objectivos Específicos
Aplicar as fórmulas de redução ao primeiro quadrante na resolução de exercícios.
Desenvolvimento da aula
• Dedução da fórmula fundamental da trigonometria directamente do círculo trigonométrico, aplicando o teorema de Pitágoras
1cossen 22 =α+α
1
1
0α
1sen α
cos α
Dividindo ambos os membros por α2cos
α=+α 2
2
cos11tg
Dividindo ambos os membros por α2sen
α=+α 2
2
sen11cotg
• Dedução da fórmulas de redução ao primeiro semi quadrante, a partir do
triângulo rectângulo:
ACBCsen =α ( )
ACBCº90cos =α−
α
A B
C
90º−α
( ) α=α− senº90cos
ACABcos =α ( )
ACABº90sen =α−
( ) α=α− cosº90sen
ABBCtg =α ( )
ABBCº90cotg =α− ( ) α=α− tgº90cotg
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
• Dedução da fórmulas de redução ao primeiro quadrante, a partir do circulo
trigonométrico
• ( ) α=α−π sensen
• ( ) α−=α−π coscos
• ( ) α−=α−π tgtg
• ( ) α−=α−π cotgcotg
x
y
α180º-α
cotg(180º-α) cotg α
cos(180º-α) cos α
sen (180º-α) sen α
tg (180º-α)
tg α
• ( ) α−=α−π sensen
• ( ) α−=α−π coscos • ( ) α=α−π tgtg
• ( ) α=α−π cotgcotg
x
y
α
180º+ α
cotg(180º+α)= cotg α
cos180º+α)
cos α
sen (180º+α)
sen αtg (180º+α)=tg α
• ( ) ( ) α−=α−=α−π sensen2sen
• ( ) ( ) α=α−=α−π coscos2cos
• ( ) ( ) (α−=α− )=α−π tgtg2tg
• ( ) ( ) α−=α−=α−π cotgcotg2cotg
x
y
α
360º- α
cotg(360-α)=cotg(-α) cotg α
cos(360º-α)=cos (−α)
cos α
sen (360º-α)=sen (−α)
sen αtg α
−α
tg (360º-α)=tg (−α)
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
Referir ainda a partir do circulo as fórmulas:
α−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α+π sen2
cos
α=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α+π cos2
sen
α−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α+π tg2
cotg
α−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α+π cotg2
tg
α−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α−π sen
23cos
α−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α−π cos
23sen
α=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α−π tg
23cotg
α=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α−π cotg
23tg
α=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α+π sen
23cos
α−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α+π cos
23sen
α−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α+π tg
23cotg
α−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ α+π cotg
23tg
Exercícios: Resolver exercícios do livro
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 5 Sumário Estudo da função xsen)x(f = Objectivos Específicos Determinação de: domínio, contradomínio, período, pontos notáveis (zeros, máximos e mínimos), assímptotas e estudo da monotonia, continuidade e simetrias. Desenvolvimento da aula
Fazer um esboço da representação gráfica da função xsen)x(f = , partindo do próprio circulo, e depois da calculadora:
Ainda antes de começar o estudo da função, fazer uma representação mais alargada da mesma:
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
Estudo da função:
ℜ:D [ ]1,1:D −′ Zeros π+=⇔= k0x0xsen
Crescente
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ π+
ππ+
π−∈ k2
2,k2
2x
Decrescente
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ π+
ππ+
π∈ k2
23,k2
2x
Máximos
π+π
=⇔= k22
x1xsen
Mínimos
π+π
−=⇔−= k22
x1xsen
É continua Não tem assímptotas È impar ( )( xsenxsen − )=− É uma função periódica ( )π= 2P
Aproveitar o facto ter a representação gráfica para resolver algumas equações simples,
como por exemplo:
0xsen = 1xsen −= 2xsen −=
22xsen =
23xsen −=
0xsen21 =+
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 6 Sumário Estudo das funções xcos)x(f = e xtg)x(f = Objectivos Específicos Determinação de: domínio, contradomínio, período, pontos notáveis (zeros, máximos e mínimos), assímptotas , limites, e, estudo da monotonia, continuidade e simetrias. Desenvolvimento da aula
Fazer um esboço da representação gráfica da função xcos)x(f = , partindo da calculadora:
Estudo da função:
ℜ:D [ ]1,1:D −′ Zeros
π+π
=⇔= k2
x0xcos
Crescente
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ π+ππ+π
∈ k22,k22
x
Decrescente [ ]π+ππ+∈ k2,k20x
Máximos π+=⇔= k20x1xcos
Mínimos π+π−=⇔−= k2x1xcos
É continua Não tem assímptotas È par ( )( )xcosxcos =− É uma função periódica ( )π= 2P
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
Fazer um esboço da representação gráfica da função xtg)x(f = , partindo da calculadora:
Estudo da função:
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ π+
π=ℜ k
2x\:D
[ ] ℜ=+∞∞−′ ,:D
Zeros π+=⇔= k0x0tgx
Crescente em todos os intervalos do tipo
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ π+
ππ+
π−∈ k
2,k
2x
Decrescente nunca
Máximos Não tem
Mínimos Não tem
É continua em todos os intervalos que constituem o seu domínio
Assímptotas Verticais: Todas as rectas do tipo
π+π
= k2
x
È impar ( )( )xtgxtg −=− É uma função periódica ( )π=P Resolver os seguintes exercícios: 1. Considera as funções reais de variável real, abaixo representadas graficamente
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
f
g
h¶ 2¶
e também analiticamente
y sen xy sen
ysen x
== −
= −
1
2
x
a) Identifica as funções f, g e h, fundamentando a resposta
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
b) Pela observação do gráfico verifica-se que a equação f x g x( ) ( )= tem duas soluções no intervalo ] . Determina-as por via analítica. [0 2, π 2. Considera as funções reais de variável real, abaixo representadas graficamente
f
-2
-1
0
1
2
g
h
¶ 2¶
e também analiticamente
y xy x
y x
== ×
= −
coscos
cos( )
2
2π
a) Identifica as funções f, g e h, fundamentando a resposta
b) Pela observação do gráfico verifica-se que a equação f x h x( ) ( )= tem duas soluções no intervalo ] [0 2, π . Determina-as por via analítica.
3. Considera as funções reais de varável real, abaixo definidas f x x
e
g x x
( ) cos
( ) cos
=
= ⎛⎝⎜
⎞⎠⎟
2
22
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2¶ 4¶
A
f
g
¶ 3¶
a) Determina f g43 3π π⎛
⎝⎜⎞⎠⎟+ ⎛
⎝⎜⎞⎠⎟
.
b) Considera a função φ( ) ( ) ( )x f x g x= − definida no intervalo ] ] . 0 2, π Recorrendo ao gráfico, indica para que valores de x se tem que φ( )x < 0 .
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 7 Sumário Transformações nos gráficos de funções trigonométricas Objectivos Específicos
Partindo por exemplo da função xy sen= , obter gráficos de outras
funções analisando as transformações geométricas. Desenvolvimento da aula
Partindo da função xseny = , obter os gráficos seguintes:
1xseny −= ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π+=
2xseny
xsen2y ×= ( )x2seny =
xseny −= ( )xseny −=
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
xy sen= xy sen=
Resolver exercício semelhante para a função xcosy = , fazendo os gráficos de:
xcos2y −= ( )x2cosy = xy cos−= xcos2y +=
( )xcosy −= xy cos= ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π−=
3xcosy
x2cos1y −=
Fazer quadro síntese das alterações
( ) axfy += Translação de a na direcção do eixo dos yy.
( )axfy += Translação de -a na direcção do eixo dos xx.
( )xfay ×= Esticar ou encolher segundo o factor a, na direcção do eixo dos yy.
( )axfy = Esticar ou encolher segundo o factor,
a1
na direcção do eixo dos xx.
( )xfy −= Simetria em relação ao eixo dos xx.
( )xfy −=
Simetria em relação ao eixo dos yy.
( )xfy =
Mantêm-se os pontos de ordenada negativa ou nula e para os pontos de ordenada negativa tem-se uma simetria relativamente ao eixo dos xx
( )xfy = Mantêm-se os pontos de abcissa positiva e o gráfico fica simétrico relativamente ao eixo dos yy
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 8 Sumário
Resolução exercícios e equações trigonométricas Objectivos Específicos Resolver exercícios e equações trigonométricas Desenvolvimento da aula 1. Considera as funções reais de variável real, abaixo definidas:
f x sen x( ) = + −⎛⎝⎜
⎞⎠⎟
1 24
2 π g x tg x( ) ( )= + +2 2 35π
Determina: a) O contradomínio de f . b) O domínio de g. c) Os zeros, caso existam, das funções f e g. d) { } x f x∈ℜ =: ( ) 4 2. Considera as funções reais de variável real, abaixo definidas:
f x sen x( ) .= − −⎛⎝⎜
⎞⎠⎟
2 2 23π g x tg x( ) ( )= +1 32
Determina: a) O contradomínio de f . b) O domínio de g. c) Os zeros, caso existam, das funções f e g.
d) { } x f x∈ℜ =: ( ) 2
3. Resolve as seguintes equações trigonométricas, nos domínios indicados. a) ] ]sen x x x( ) cos ,3 0= − ∈ π2 b) ] [sen x sen x x e x+ = ∈ −2 0cos ,π π c) sen x x e x2 22 2 0( ) cos ( )− = ∈ℜ d) [ ]1 2 2
40+ − = ∈ −.cos( ) ,x e xπ π π
e) ] [sen x x e x( ) cos ,2 0 2= ∈ π 22− = ∈ℜsen x x e x.cos f) 1
g) 4 33
33
3sen x x( ) cos( )− − = −π π
e ] [x ∈ 0, π
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 9 Sumário
Estudo intuitivo de x
xsenlim0x→
. Derivadas das funções trigonométricas.
xseny = , ( )( )xfseny = , xcosy = , ( )( )xfcosy = , xtgy = e ( )xftgy = . Objectivos Específicos Calcular limites e derivadas de funções trigonométricas. Desenvolvimento da aula
Verificação intuitiva de que 1x
xsenlim0x
=→
.
1
1
0
x
sen x
tg x
D
C
BA
Seja ( )x
xsenxfy ==
[ ] [ ]OBCOAD ∆<<∆ área OBDsector do área área
2x01r π<<= e como , vem
xtg21x
21xcosxsen
21
<< , ou,
xcos1
xsenxxcos << , ou,
1xsen
xxcos << . Como 1xcoslim0x
=+→
, 1x
xsenlim0x
=+→
. Como a funçãox
xseny = é par,
também 1x
xsenlim0x
=−→
logo 1x
xsenlim0x
=→
Exercícios 1.Calcular os limites de:
a) x
xcos1lim 0x
−→
b) ( )x
x3tglim 0x→
c) ( )x
xsenlim 0x
+π→
d) xxsenlim
x −ππ→e)
x
x22
coslim
0x
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +π
→
2. Mostra que ( )( ) β
α=
βα
→ xsenxsenlim
0x
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
• Aplicar a definição de derivada para calcular a função derivada de xseny =
xseny = Justificação
( )⇔
−+=′
→ hxsenhxsenlimy
0h ( ) acosbsenbcosasenbasen +=+
⇔−+
=′⇔→ h
xsenxcoshsencoshxsenlimy0h
( )⇔
+−=′⇔
→ hxcoshsen1coshxsenlimy
0h
( )⇔⎥⎦
⎤⎢⎣⎡ +
−=′⇔
→ hxcoshsen
h1coshxsenlimy
0h
( )⇔+
−=′⇔
→→ hxcoshsenlim
h1hcosxsenlimy
0h0h
⇔+−
=′⇔→→→→
xcoslimh
hsenlimh
1hcoslimxsenlimy0h0h0h0h
1h
hsenlim0h
=→
( )( )( ) ⇔×+
++−
×=′⇔→
xcos11hcosh
1hcos1hcoslimxseny0h
( )( ) ⇔+
+−
×=′⇔→
xcos1hcosh1hcoslimxseny
2
0h
hsen1hcos1hcoshsen22
22
−=−
=+
⇔+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
×−
×=′⇔→
xcos1hcos
hsenh
hsenlimxseny0h
⇔+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ×−×=′⇔ xcos
201xseny 0
201xsen =⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ×−×
xcosy =′⇔
REGRAS DE DERIVAÇÃO
( ) xcosxsen =′
( ) UcosUUsen ′=′
( ) xsenxcos −=′
( ) UsenUUcos ′−=′
( )xcos
1xtg 2=′
( )Ucos
UUtg 2
′=′
( )xsen
1xcotg 2−=′
( )Usen
UUcotg 2
′−=′
Exercícios Calcula as derivadas das seguintes funções:
a) ( )x3seny = b) ( )x7cosy = c) ( )x2sen3y ×= d) ( ) ( x5cos3x2seny += )
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 10 Sumário Aula prática (exercícios) Objectivos Específicos
Aplicar as derivadas no estudo de funções e na resolução de problemas.
Desenvolvimento da aula 1. Fazer o estudo analítico da função ( )x2seny = e verificar as conclusões através do
gráfico. • Domínio • Zeros • Sinal (positiva/negativa) • Monotonia (crescente/decrescente e o sinal da função derivada) • Extremos relativos (?) (máximos/mínimos e os zeros da derivada) • Sentido das concavidades (e o sinal da segunda derivada) • Pontos de inflexão (e os zeros da segunda derivada) 2. Calcular a função derivada de cada uma das seguintes funções:
a) ( )1x3seny +−= b) ( )x7seny 5 −= c) ( )1xsen3y 2 +=
d) ( )21xsen5y += e) ( )1x5cos7y 2−= f) 33 xcosy −=
g) ( )x3cos2xsenxy 3 += h) xcosxseny ×= i) ( )1xtgy 32 +=
3. Determinar a equação da recta tangente ao gráfico da função ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π
+=3
xseny no
ponto de abcissa 6
x0π
= .
4. As plantas não crescem numa razão constante durante o dia. Considere que o modelo matemático que descreve o crescimento de uma plante é dado por:
( ) ( )t2sen06,0t03,0th π+= onde h é o crescimento diário da planta em cm, t é o tempo em dias desde que a planta começou a aparecer e corresponde às = horas do primeiro dia (exercício nº 13 do livro PE pág 98)
0t =
4.1) Usar a calculadora para obter o gráfica do função h. 4.2) Calcular a hora do dia em que o crescimento é máximo. 4.3) Calcular a hora do dia em que o crescimento é máximo.
Resolver outros problemas do livro
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 11 Sumário
Definição de número complexo. Representação geométrica de número
complexo. Adição números complexos. Objectivos Específicos Calcular a raiz quadrada de um número negativo. Representar geometricamente um número complexo. Adicionar e subtrair números complexos. Desenvolvimento da aula
• Evolução do conceito de número: Naturais → Inteiros Racionais → Irracionais Imaginários → →Definir 1i −= como unidade imaginária
Exercícios 1. Resolver, em C, cada uma das seguintes equações: a) 4x2 =− b) ( ) 31x 2 =− c) 01x2 2 =+
d) 05x3x2 =+− e) 01xx2 2 =+− f) 01x2x2 =+−
• Definir número complexo como sendo todo o número da forma bia + sendo números reais e i a unidade imaginária ba e
z = a + bi é a parte real e escreve-se a=Re(z); →a é a parte imaginária ; →bi é o coeficiente da parte imaginária e escreve-se b = Im(z) →b Se 0b = o número complexo é real Se 0b ≠ o número complexo é imaginário Se 0a0b =≠ e , o número complexo é imaginário puro
• Complexos conjugados – se as partes reais são iguais e as imaginárias simétricas: e i32 + i32− , bia + e bia −
• O conjugado de representa-se por z z ( i53z += então i53z −= ) • Igualdade de complexos
⎩⎨⎧
==
⇔+=+dbca
dicbia
Exemplo: , então i82bia −=+ 2a = e 8b −=
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23
PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
• Representação geométrica de um complexo
x
y
A(a,b)
a
b
• O ponto A chama-se afixo ou imagem do complexo z • O plano chama-se plano de Argand • O vector OA é a imagem vectorial do complexo z • A cada ponto do plano de Argand corresponde um
número complexo
OPERAÇÕES COM NÚMEROS COMPLEXOS
• Adição e Subtracção
Seja e . Calcular i32a += i58b −= ba + e ba −
ba +
x
y
( ) ( ) =−++=+ i58i32ba =−++=−++ i5i382i58i32
( ) i210i5310 −=−+
x
y
ba −
( ) ( ) =−−+=− i58i32ba =++−=+−+ i5i382i58i32
( ) i86i536 +−=++−
Exercícios: Determina
a) ( ) ( i32i8 +−++− ) b) ( ) ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−− i2
21i1 c) ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ −−⎟
⎠⎞
⎜⎛ ⎝
− i325i3
32
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24
PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 12 Sumário
Multiplicação, divisão e potenciação. Objectivos Específicos Multiplicar, dividir e calcular a potência de um complexo. Desenvolvimento da aula Multiplicação Calcular o produto ( )i32 + por ( )i58 − ( ) ( ) =−×+ i58i32 ( ) ( ) =−+−× i58i3i582 =−+− 2i15i24i1016 =++ 15i1416 i1431+
Se multiplicarmos um número complexo pelo seu conjugado obtemos um número real: ( ) ( ) =−+−=−×+ 2i4i6i69i23i23 1349 =+
( ) ( ) 22222 baibabiabiabiabia +=−+−=−×+
zz× é um número real Exercícios Determinar:
a) ( ) ( i34i2 −×+ )
b) ( )2i32 +− c)
2
i211 ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−
Divisão
Calcular i58i32
−+
Para obtermos um número da forma bia + , o denominador terá de ser um número racional. Para que tal aconteça multiplica-se o numerador e o denominador pelo conjugado do denominador:
( ) ( )( ) ( ) =
+−+−++
=+×−+×+
=−+
25i40i406415i24i1016
i58i58i58i32
i58i32 i
8934
891
89i341
+=+
Outro método para calcular a divisão
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
( ) ( ) ⇔−++=+⇔−−+=+⇔+=−+ ia5b8b5a8i32bi5ai5bi8a8i32bia
i58i32 2
⎪⎩
⎪⎨⎧
=⇔
⎩⎨⎧
=⇔
⎩⎨⎧
=+−=+
⇔⎩⎨⎧
=+−=+
8934b34b8924b64a40
10b25a403b8a5
2b5a8
⎪⎩
⎪⎨⎧ =
⇔⎩⎨⎧ −=−
⇔⎩⎨⎧
=+−−=−−
⇔⎩⎨⎧
=+−=+
891a1a89
15b40a2516b40a64
3b8a52b5a8
Portanto,
i8934
891
i58i32bia
i58i32
+=−+
⇔+=−+
Exercícios: Determina a) ( ) ( )i58i32 −÷+
b) ( ) ( )i63i53 +÷− c)
i213+−
Potenciação
1i0 = ii1 = 1i 2 −= ii3 −= 1i4 = ii 5 = 1i6 −= ii7 −= 1i8 = ii9 = 1i10 −= ii11 −= 1i n4 = ii 1n4 =+ 1i 2n4 −=+ ii 3n4 −=+
Exemplo: 8276 ii + ( ) 1ii 19476 == ( ) 1iiii 2220482 −==×=
( ) 0118276 =−+=+ ii
Exercícios: Determina:
a) 222120 iii ++ b) ( )5199937 i2ii −+
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 13 Sumário Raiz quadrada de um complexo. Raízes complexas de uma equação do 2º grau Objectivos Específicos Calcular a raiz quadrada de um complexo. Calcular raízes complexas de uma equação do 2º grau Desenvolvimento da aula Raiz quadrada de um complexo Calcular a raiz quadrada de i43 + Suponhamos que bia + é uma raiz quadrada de i43 + . Então:
( ) 222 babi2ai43biai43 −+=+⇔+=+
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
=
−=⇔
⎩⎨⎧
=−=
a2b
a4a3
ab24ba3 2
222
resolvendo a equação 04a3aa4a3 24
22 =−−⇔−= substituindo por t , 2a
1t4t04t3t 2 −=∨=⇔=−− logo 24ta ±=±=±= . Então as soluções do sistema são:
⎩⎨⎧
−=−=
∨⎩⎨⎧
==
1b2a
1b2a
, se era bia + i43 + , então ( )i2i43 +±=+±
Exemplo 1 Resolver a equação 01x3 =− Uma das soluções é . Pela regra de Ruffini, vem 1x =
( ) ( ) 01xx1x01x 23 =++−⇔=−
⇔−±−
=⇔=++2
411x01xx 2
i23
21xi
23
21x
23i1x −−=∨+−=⇔
±−=
Logo a equação , tem as raízes01x3 =− i23
21xi
23
21x1x −−=∨+−=∨=
1
1 1 11 1 1
1
− 10 0
0 = r
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
Exemplo 2
Determinar as raízes da equação . 01x2x3 2 =+− Exemplo 3 Escrever uma equação cujas raízes sejam i21x1 −= e i21x2 += Exemplo 4 Determina uma equação do 4º grau que admite as raízes i1ei82 +− Exercícios (do Livro) 1. Escrever uma equação que tenha as raízes: a) e i21x1 −= i31x2 −−=
b) i2x1 += e i2x2 −=
c) ix1 = , e ix2 −= 5x3 =
2. Escrever uma equação do 5º grau, sabendo que tem as raízes complexas e
, e a raiz real 0. i32 +
i21+−
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 14 Sumário
Eixo real e eixo imaginário. Módulo e argumento de um número complexo. Exercícios
Objectivos Específicos Representar números complexos no plano de Argand.
Calcular o módulo e o argumento de um número complexo Desenvolvimento da aula
x
y
32
2
3
-3
-2
z
z
z2
1
3
→
1v
→
2v
→
3v
Número i como operador da rotação de 90º. Na figura ao lado representam-se vectorialmente os complexos , e ( )i23 + ( )i23i + ( )i23i +− . Termos:
i23v1 +=→
( ) ( i32i23iv2 +−=+=→
))
( ) ( i32i23iv3 −=+−=→
Observamos que os vectores v , v e , têm todos a mesma norma.
→
1
→
2
→
3v
• 1332vvv 22321 =×===→→→
• º90vvº90vv 3121 ==∧→→
∧→→
e
• pode ser obtido de por uma rotação de 90 º com centro na origem. →
2v→
1v
• pode ser obtido de por uma rotação de -90 º com centro na origem. →
3v→
1v De um modo geral:
• Se biaz += tem afixo P, então ( )biaiz1 += tem afixo P’, que se obtém de P por uma rotação de centro na origem e ângulo +90º.
• Se biaz += tem afixo P, então ( )biaiz2 +−= tem afixo P’’, que se obtém de P por uma rotação de centro na origem e ângulo -90º.
Exercícios: Representa no plano de Argand os seguintes complexos: a) i2z1 −= b) i3z2 = c) 3i3z3 −−= d) i4z4 −= e) 0z5 = f) 3z6 =
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
Módulo e argumento de um número complexo • Ao número complexo corresponde, no plano de Argand, um ponto
e um vector .
biaz +=
( b,aP → ) ( )b,av =→
• Chama-se módulo do número complexo biaz += , e representa-se por r ou z , ao comprimento do vector
. ( )b,av =→
22 bazr +== • Chama-se argumento do número complexo biaz +=
à amplitude, em radianos, do ângulo θ que o vector
faz com o semi-eixo positivo dos xx. ( b,av =→
)
Sendo θ argumento de z, também o são ℜ∈π+θπ−θπ+θ k,k26,2 ou . Chama-se argumento principal, ou simplesmente argumento a θ , π≤θ<π− . Representa-se por arg z.
Re
Im
P
a
b
r
O
θ
Exemplos: Calcular o módulo e o argumento principal de:
i1z1 +=
211z 221 =+=
411tgz 1
1π
==θ= − arg
i32z2 +−=
( ) 1332z 222 =+−=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−π=θ= −
23tgz 1
22 arg
usando a calculadora, 16,22 =θ rad (2 c. d. )
i31z −−=
( ) ( ) 231z22
3 =−+−=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+π=θ= −
13tgz 1
33 arg
π=π
+π=θ34
33
Re
Im
r
O
θ3
-1
3−Re
Im
1
i
r
O
θ1
Re
Im
r
O
θ2
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
No cálculo do argumento de um número complexo pode usar-se o seno e o co-seno. i31z3 −−= 2z3 =
π−=θ
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
−=θ
−=θ
32
23sen
21cos
Exercícios Calcular o módulo e o argumento de cada um dos complexos: a) 3z1 = b) i22z2 += c) i5z3 = d) i33z4 +−= e) 2z5 −= f) i43z6 −−= g) i2z7 −= h) i31z8 −=
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 15 Sumário Forma trigonométrica de um complexo Exercícios. Objectivos Específicos Passar da forma algébrica de um complexo para a forma trigonométrica e
vice-versa Desenvolvimento da aula Forma algébrica biaz += . Observando a figura ao lado, vem:
racos =θ e
rbsen =θ
ou seja, θ= cosra e θ= senrb
Então o complexo pode ser escrito na forma
biaz +=( )θ+θ= senicosrz
A expressão representa-se abreviadamente por θ+θ senicos θcis ou . ( )θEx
y
a
b
r
O
θ
Logo, ( ) ( )θ⇔θ=⇔θ+θ= Ercisrzsenicosrz . Exemplos 1. Representar na forma trigonométrica i
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π
+π
=2
seni2
cos1i
2cisi π
=
3− ( )π+π=− senicos33
π=− cis33
i1−−
( ) ( ) 211z 22 =−+−=
π−=43zarg
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π−+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ π−=
43seni
43cos2z
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π−=−−
43cis2i1
(ver as imagens na página seguinte)
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
Re
Im
-3O
-2 -1Re
Im
1
O
Re
Im
O-1
-1
Exercícios 1. Representar na forma trigonométrica cada um dos seguintes complexos:
a) 3z1 = b) i3z2 += c) i4z3 = d) i44z4 −−= e) i2z5 −= f) i31z6 −=
2. Escrever na forma algébrica:
a) ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π
+π
=3
seni3
cos2z
b) ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π−+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ π−=
4seni
4cos5z
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 16 Sumário Operações com complexos na forma trigonométrica.
Objectivos Específicos
Multiplicação, potenciação de expoente inteiro, divisão e radiciação. Construção geométrica das raízes. Desenvolvimento da aula • Multiplicação
Sejam os complexos 111 cisrz θ= e 222 cisrz θ=
O seu produto será: =θ×θ=× 221121 cisrcisrzz =θ×θ××= 2121 ciscisrr ( )( ) =θ+θθ+θ×= 221121 senicossenicosrr ( ) =θθ−θθ+θθ+θθ×= 2121212121 sensencossenisencosicoscosrr ( ) ( )[ ]2121212121 cossensencosisensencoscosrr θθ+θθ+θθ−θθ×= = ( ) ( )[ ]=θ+θ+θ+θ×= 212121 senicosrr
( )212121 cisrrzz θ+θ×=×= Generalização ( )n21n21n21 cisrrrzzz θ+θ+θ××=××× LLL Exemplos: 1. Representar graficamente , sendo 21 zz ×
2cis2z1
π= e 3z2 −=
x
y
-3O
π
Começar por escrever na forma trigonométrica:
2zπ= cis3z2
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π−=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ π=π×
π=×
2cis6
23cis6cis3
2cis2zz 21
x
y
O
-6
2π
−
2. Sendo ; i2z1 = ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π=
3cis
21z2 e 5z3 = , determinar na forma
trigonométrica 321 zzz ××
Re
Im
O
z3
Começar por escrever na forma trigonométrica:
31 zz e
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π==
2cis2i2z1 e,
z1
2
5 0cis55z3 ==
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ π=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ +
π+
π××=××
65cis50
32cis5
212zzz 321
Passando à forma algébrica
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ +=××
21
235
65sen
65cos5321 iizzz ππ = i
25
235+−
Exercícios (livro) 1. Mostrar que:
1.1 2zzz =× 1.2 21
zz
z=
1.3 Se θcisrz = , então ( )θ−= cisrz
2. Sendo ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
431
1πcisz , ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛−=
452
πcisz e ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
4333πcisz , calcular na forma
trigonométrica: 2.1 21 zz × 2.2 31 zz × 2.3 321 zzz ××
3. Escrever na forma trigonométrica dois complexos cujo produto seja . ( )04cis 4. Sendo iz 261 −= , e iz 22 −= πcisz 23 = , calcular na forma trigonométrica: 4.1 11 zz × 4.2 321 zzz ××
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 17 Sumário Potenciação de expoente inteiro. Divisão. Radiciação. Raízes de uma equação. Construção geométrica das raízes. Objectivos Específicos
Calcular na forma trigonométrica a potenciação, divisão e radicialização .
Desenvolvimento da aula Sendo Nncisrz ∈= eθ , temos por definição de potência que: 444 3444 21 L
vezesn
n zzzzzz ×××××=
Substituindo z por θcisr e aplicando a fórmula de Moivre para a multiplicação, vem ( )
444 3444 21 L444 3444 21 L vezes vezes nn
n cisrrrrrz θθθθθ +++++××××××=
Então, ( ) +∈= Znncisrz nn ,θVejamos se esta fórmula é válida para −∈ ZnSeja ( )θθ −== cisrzcisrz e
x
y
O
-b
b z1
z1
aθ
−θ
Então ( )n
n
nn
n
nn
zzz
zzz
zz
×=
×==− 1
Como ( ) 2 e zzzcisrz =×−= θ , vem:
( ) ( )θθ ncisrr
ncisrzzz n
n
n
n
nn −=
−== −−
22
Então, ( )θncisrz nn −= −− Seja 0 e == ncisrz θ Então e aplicando a fórmula definida para , vinha
10 =z{ }0\Zn∈
( ) 1000 =⋅= θcisrz , logo, se , vem Zn∈( ) Znncisrz nn ∈= ,θ
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
Exemplos Calcular
( )2001 i+
421 πcisi =+
( ) ( ) =⋅
=+4
20021200200 πcisi
( ) 100100100 202502 === ciscis π
10
21
23
−
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛− i
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−=−
61
21
23 πcisi
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛− −
−
6101
21
23 10
10πcisi
ππ35
351 ciscis =
Divisão Consideremos os complexos 0z e e 2222111 ≠== θθ cisrzcisrz O quociente entre e é: 1z 2z
22
21
21
2
1 1zzz
zz
zz
×=×=
Atendendo a que: Se θcisrz = , então ( )θ−= cisrz , vem:
( )2
2
2211
2
1
rcisrcisr
zz θθ −
×= , simplificando
( )212
1
2
1 θθ −×= ciscisrr
zz
,
como já se demonstrou na dedução da fórmula de Moivre para a multiplicação,
( ) ( 2121 )θθθθ −=−× cisciscis , logo ( )212
1
2
1 θθ −= cisrr
zz
Exemplo
Sendo 3
221πcisz = e iz +−= 12 , calcular ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ×
1
22z
zi
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
222 πcisi ;
3221
πcisz = ; ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=+−= π
43212 cisiz
temos então:
=⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛×
=⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛ ×
3
43
2
322
432
22
π
ππ
π
ππ
cis
ciscis
cis
ciscis
ππππππ127
1255
1211
343
2
55
ciscisciscis ==⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −+=
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
Exercícios Efectuar as operações indicadas e apresentar o resultado na forma trigonométrica (exercícios do livro)
1. ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
6
2πcis
i 2.
2
121
23
⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
+
+
i
i 3.
515
31
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
++−
ii
4. ( ) ii
ii−
++−
11 4513
5.
5
223
143
⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
−
−−
ii
i
Radiciação Seja θcisrz =
Chama-se raiz índice n de z e representa-se por n z a todo o número que elevado a n é igual a z.
Aplicando a definição:
θcisrz = γcistzn = γncistz n=
⎪⎩
⎪⎨⎧
∈+
=
=⇔⎜⎜
⎝
⎛
∈+==
Zkn
kzt
Zkkntr
nn
,2,2 πθγπγθ
Logo,
Zkn
kcisrcisrn n ∈+
×= ,2 πθθ
Exemplo: Resolver, em C, a equação e representar geometricamente as soluções. 013 =+z
⇔−=⇔−=⇔=+ 333 1101 zzz ( )( )πcis11=−
2,1,0,3211 33 =
+×== kkciscisz πππ
Re
Im
O-1
-1
1
1
30 1
πciszk =→=
Re
Im
O-1
πciszk =→= 21
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−=→=
32 3
πciszk
Construção geométrica das
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
raízes
No exemplo anterior viu-se que as raízes da equação pertenciam a uma circunferência de raio 1 e centro na origem. Verificou-se ainda que as raízes estavam igualmente espaçadas e que portanto dividiam a circunferência em três partes iguais.
De facto temos 1,1,0,2−=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ +
= nkn
kcisrcisr nn Lπθθ
• As raízes têm todas o mesmo módulo: n r
• Os argumentos são dados por 1,,1,0,2−=+ nk
nk
nL
πθ , ou seja, estão
em progressão aritmética de razão nπ2 .
Conclusão Os afixos das raízes pertencem a uma circunferência de centro na origem e raio n r e dividem a circunferência em n partes iguais. Exercícios (livro) 1. Calcular: 1.1 as raízes quadradas de i−3
1.2 as raízes quartas de i2
12
1+−
1.3 as raízes quintas de i32− 2. Resolver, em C, cada uma das seguintes equações:
2.1 013 =−z 2.2 014 =+z 2.3 016 =−+ iz2.4 zz =3 2.5 2zz =
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 18 Sumário Operações com condições e com conjuntos. Objectivos Específicos Representação geométrica de conjunções e disjunções de condições. Desenvolvimento da aula Correspondência entre um número complexo e um ponto no plano de Argand.
Re
Im
P(x,y)
x
y Ao número complexo iyxz += corresponde um ponto ( )yxP , À condição 3≤z , o conjunto de pontos que a satisfaz, em C é :
Re
Im
O-3
-3
3
3
303 ≤−⇔≤ zz , que corresponde à questão: Quais são os pontos do plano de Argand que distam da origem 3 ou menos de 3 unidades? Trata-se de um círculo de centro na origem e raio 3. • O conjunto de pontos definido pela condição ( )zp é o conjunto dos valores do
universo (U) que são solução da condição. • Uma condição universal define o universo
0≥z
• Uma condição impossível define o conjunto vazio 0<z
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
• Conjunção de Condições
Considere-se em C as condições 3 e2 ≤≥ zz À conjunção de condições corresponde a intersecção de conjuntos
32 ≤∧≥ zz Sendo
{ } { }3:2: ≤∈=∧≥∈= zCxBzCxA vem,
321321I BA
zz 32 ≤∧≥↓
( à conjunção de condições corresponde a intersecção de conjuntos)
Re
Im
O-3
-3
3
3
• Disjunção de Condições Qual é o conjunto que corresponde à condição 32 ≤∨≥ zz ?
Sendo
{ } { }3:2: ≤∈=∨≥∈= zCxBzCxA
32132U BA
z 32 ≤∨≥↓1
z
Re
Im
O-3
-3
3
32
2
-2
-2( à disjunção de condições corresponde a reunião de conjuntos)
• Condições contrárias e conjuntos complementares ( ) { }3:3: >∈=→> zCzPzzp ( ) { }3:3:~ ≤∈=→> zCzPzzp
Re
Im
O-3
-3
3
3Re
Im
O-3
-3
3
3
e ∅== PPCPP IU
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
Leis de De Morgan A negação da conjunção de duas condições é equivalente à disjunção das negações das
duas condições:
O complementar da intersecção de dois conjuntos é igual à reunião dos
complementares dos dois conjuntos ( ) ( )[ ] ( ) ( )zqzpzqzp ~~~ ∨⇔∧ QPQP UI =
A negação da disjunção de duas condições
é equivalente à conjunção das negações das duas condições:
O complementar da reunião de dois conjuntos é igual à intersecção dos complementares dos dois conjuntos
( ) ( )[ ] ( ) ( )zqzpzqzp ~~~ ∧⇔∨ QPQP IU = Exemplo
32 ≤∧≥ zz ( ) 3232~ >∨<=≤∧≥ zzzz
Re
Im
O-3
-3
3
32
2
-2
-2
Re
Im
O-3
-3
3
3
2
2
-2
-2
Exercícios (livro) Aplicar as leis de De Morgan para representar geometricamente o conjunto de pontos definido por: 1. ( )31~ >∧≤ zz
2. ( )12~ ≤∧≥ zz
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 19 Sumário
Conjunto definidos por condições envolvendo números complexos. Exercícios Objectivos Específicos Representar geometricamente condições definidas analiticamente, e definir analiticamente lugares geométricos Desenvolvimento da aula • Circunferência e círculo
1. Qual a condição que corresponde ao conjunto de pontos sombreado na figura ao lado?
A circunferência de raio menor é o lugar geométrico dos pontos que distam do afixo do complexo i uma unidade. Ou seja, é definida pela condição: 1=− iz A circunferência de raio maior é o lugar geométrico dos pontos que distam do afixo do complexo 0 duas unidades. Ou seja, é definida pela condição: 2ou20 ==− xz
Então o domínio plano é definido por: 21 <∧≥− ziz 2. Representar geometricamente a condição 41 ≤+− iz Geometricamente
41 ≤+− iz
( ) 41 ≤−− iz (pontos que distam 4 ou menos unidades do afixo de ) i−1
Algebricamente
41 ≤+− iz
41 ≤+−+ iyix
( ) ( ) 411 ≤++− iyx
( ) ( ) 411 22 ≤++− yx
( ) ( ) 1611 22 ≤++− yx
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
• Mediatriz Identificar, geométrica e algebricamente, o lugar geométrico definido por 22 −=− ziz
A condição dada representa o lugar geométrico dos pontos que distam igualmente do afixo do complexo 2i e do complexo 2. Ou seja representa a mediatriz do segmento de recta definida pelos pontos e ( 2,0A ) ( )0,2B .
Notas:
• 21 zzzz −=− representa a mediatriz do segmento de recta que tem por extremos os afixos de e 1z 2z
• 21 zzzz −=− representa o semi plano limitado pela mediatriz referida ao qual pertence o afixo de 1z
• Recta paralela ao eixo dos yy ou eixo imaginário
( ) 13Re =+− iz Algebricamente Geométricamente
( ) 13Re =+− iz ( ) 13Re =+−+ iyix
13 =−x 4=x
x
y
x = 4
4
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
• Recta paralela ao eixo dos xx ou eixo real ( ) 31Im −≥−+ iz
Algebricamente Geometricamente
( ) 31Im −≥−+ iz ( ) 31Im −≥−++ iyix
31 −≥−y 2−≥y
De um modo geral, se biaz += ( ) →=− rzz 1Re representa a recta rax += ( ) →=− rzz 1Im representa a recta rby +=
• Semi recta Identificar o lugar geométrico correspondente às condições
1. 6
arg π=z .
Geometricamente Algebricamente
( )6
arg π=+ yix
x
y
O6π x
y
O 6π
6arg π
=z
65arg π
−=z
6πtg
xy=
33
=xy
xy33
=
A equação xy33
= não representa o lugar geométrico correspondente a 6
arg π=z .
A equação xy33
= representa a recta de suporte da semi-recta 033
>∧= yxy que
corresponde ao lugar geométrico pedido.
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
2. ( )4
31arg π=−z
43π
Geometricamente Algebricamente
( )4
31arg π=−+ yix
x
y
O 1
43π
014
3>∧
−= y
xytg π
01
1 >∧−
=− yx
y
01 >∧=+− yyx
Exercícios (livro) 1. Escrever uma condição que represente cada um dos lugares geométricos do plano de Argand assinalados a cor: 1.1 1.2 1.3 2. Representar no plano de Argand os conjuntos definidos por:
2.1 3≤z 2.2 21 ≤−z 2.3 12 >−+− zi 2.4 131 ≥∧≤+− ziz
3. Indicar o domínio definido por: 3.1 22 +≤− zz 3.2 iziz 33 +≤− 3.3 iziz −−≤− 33
4. Representar no plano de Argand o domínio definido por:
4.1 ( ) 12Re ≥+− iz 4.2 ( ) 23Re ≤− iz 4.3 ( ) 52Im =− iz 4.4 ( ) 23Im −≤+− zi
5. Representar geometricamente no plano de Argand os conjuntos definidos por:
5.1 3
arg π=z 5.2 ( )
41arg π=+z 5.3 ( )
22arg π=−z
5.4 4
arg π=z 5.5
6arg2 π
−=∧≥ zz 5.62
arg0 π≤≤ z
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PLANIFICAÇÃO DE TRIGONOMETRIA E COMPLEXOS 12º ANO
AULA Nº 20 Sumário Prova de avaliação sumativa Objectivos Específicos Avaliar se os objectivos referentes aos temas deste capítulo foram atingidos pelos alunos. Desenvolvimento da aula Distribuição de uma prova escrita (teste aos conhecimentos) para ser resolvida individualmente pelos alunos.
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