Olá, Comunidade!

Vocês devem ter notado que o site ficou um período fora do ar (do dia 26 até o dia 30 de maio de 2024).

Consegui recuperar tudo, e ainda fiz um UPGRADE no servidor! Agora estamos em um servidor dedicado no BRASIL!
Isso vai fazer com que o acesso fique mais rápido (espero 🙏)

Já arrumei os principais bugs que aparecem em uma atualização!
Mas, se você encontrar alguma coisa diferente, que não funciona direito, me envie uma MP avisando que eu arranjo um tempo pra arrumar!

Vamos crescer essa comunidade juntos 🥰

Grande abraço a todos,
Prof. Caju

IME / ITATrigonometria ime(folha poliedro) Tópico resolvido

Aqui deverão ser postadas questões desses vestibulares e de outras instituições militares (EN, CN, EsPCEx etc.).

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pedrocg2008
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Fev 2021 23 13:58

Trigonometria ime(folha poliedro)

Mensagem não lida por pedrocg2008 »

Alguém me ajuda nesta questão porfavor, não sei complexos, só trigonometria! A folha esta na parte se protasférese.

(IME 84) Obtenha uma relação entre [tex3]a[/tex3] , [tex3]b[/tex3] e [tex3]c[/tex3] , eliminando [tex3]x[/tex3] entre as duas equações abaixo:

[tex3]a \cdot \sen x - b \cdot \cos x = \frac{1}{2}\cdot c\cdot \sen 2x[/tex3]
[tex3]a \cdot \cos x + b \cdot \sen x = c \cdot \cos 2x[/tex3]
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20210223_095407.jpg (15.27 KiB) Exibido 4141 vezes
Resposta

a⅔+b⅔=c⅔

Editado pela última vez por pedrocg2008 em 23 Fev 2021, 14:01, em um total de 1 vez.
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LostWalker
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Fev 2021 27 01:16

Re: Trigonometria ime(folha poliedro)

Mensagem não lida por LostWalker »

Introdução (Desnecessária)
Primeiramente, eu fiquei num tempo de folga e obrigado pela pergunta! Eu fiquei cerca de 2h30 pra conseguir resolver! Foi realmente excitante. A ideia que eu usei pra resolver chega a ser simples no final das contas.




Questão e Observações
[tex3]\mbox{I.}\,\,\,\,\,\,a \cdot \sen(x) - b \cdot\cos(x) = \frac{1}{2}\cdot c\cdot {\color{PineGreen}\sen(2x)}\\
\mbox{II.}\,\,\,\,a\cdot\cos(x) + b\cdot\sen(x) = c \cdot\cos(2x)[/tex3]

[tex3]\mbox{I.}\,\,\,\,\,\,a \cdot \sen(x) - b \cdot\cos(x) = \frac{1}{\color{Red}\cancel{\color{Black}2}}\cdot c\cdot {\color{PineGreen}{\color{Red}\cancel{\color{PineGreen}2}}\cdot\sen(x)\cos(x)}\\
\mbox{II.}\,\,\,\,a\cdot\cos(x) + b\cdot\sen(x) = c \cdot\cos(2x)[/tex3]

[tex3]\mbox{I.}\,\,\,\,\,\,a \cdot \sen(x) - b \cdot\cos(x) = c\cdot\sen(x)\cos(x)\\
\mbox{II.}\,\,\,\,a\cdot\cos(x) + b\cdot\sen(x) = c \cdot\cos(2x)[/tex3]

Observações: Para Prostaferese, é necessário que seja Senos ou Cossenos; num exercício como esse, é provável que o início seja com alguma multiplicação para usarmos Werner. Note que, para tirarmos um função trigonométrica, ou zeramos esse termo, ou usamos a igualdade pitagórica. Nesses exercício, usei os dois.




Parte 1
Vamos tomar [tex3]\mbox{I}\cdot \sen(x)+\mbox{II}\cdot \cos(x)[/tex3]

[tex3]\mbox{I}\cdot\sen(x)\,\,\,\,\,\,\,\,{\color{YellowOrange}a \cdot \sen^2(x) - b \cdot\sen(x)\cos(x) = c\cdot\sen^2(x)\cos(x)}\\
\mbox{II}\cdot\cos(x)\,\,\,\,\,\,{\color{RoyalBlue}a\cdot\cos^2(x) + b\cdot\sen(x)\cos(x) = c \cdot\cos(2x)\cos(x)}\\
[/tex3]
[tex3]\mbox{S}\,\,\,\,\,\,\,\,a \big( {\color{Red}\cancel{{\color{YellowOrange}\sen^2(x)}{\color{RoyalBlue}\,\,+\,\cos^2(x)}}^1}\big) +\big({\color{Red}\cancel{{\color{RoyalBlue}b}\,\,{\color{YellowOrange}-\,\,b}}^0}\big)\sen(x)\cos(x) = c\cdot\cos(x)\big[{\color{RoyalBlue}\sen^2(x)}{\color{YellowOrange}\,\,+\,\cos(2x)}\big]\\

\mbox{S}\,\,\,\,\,\,\,\,a = c\cdot\cos(x)\big[{\color{SeaGreen}\sen^2(x)}+{\color{Purple}\cos(2x)}\big]\\

\mbox{S}\,\,\,\,\,\,\,\,a = c\cdot\cos(x)\big[{\color{SeaGreen}{\color{Red}\cancel{\color{SeaGreen}1}}-\cos^2(x)}+{\color{Purple}2\cos^2(x){\color{Red}\cancel{\color{Purple}-1}}}\big]\\

\mbox{S}\,\,\,\,\,\,\,\,a = c\cdot\cos(x)\cdot\cos^2(x)[/tex3]

[tex3]\mbox{S}\,\,\,\,\,\,\,\,\boxed{\cos(x)=\frac{a^{\frac{1}{3}}}{c^{\frac{1}{3}}}}[/tex3]



Parte 2
Agora tomemos [tex3]\mbox{II}\cdot \sen(x)-\mbox{I}\cdot \cos(x)[/tex3]

[tex3]\mbox{I}\cdot\cos(x)\,\,\,\,\,\,\,\,{\color{YellowOrange}-\,a \cdot\sen(x)\cos(x) + b \cdot \cos^2(x) = -\,c\cdot\sen(x)\cos^2(x)}\\
\mbox{II}\cdot\sen(x)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{\color{RoyalBlue}a\cdot\sen(x)\cos(x)+b\cdot\sen^2(x) = c \cdot\cos(2x)\sen(x)}\\
[/tex3]
[tex3]\mbox{S}\,\,\,\,\,\,\,\,\big({\color{Red}\cancel{{\color{RoyalBlue}a}\,\,{\color{YellowOrange}-\,\,a}}^0}\big)\sen(x)\cos(x)+b \big( {\color{Red}\cancel{{\color{RoyalBlue}\sen^2(x)}{\color{YellowOrange}\,\,+\,\cos^2(x)}}^1}\big) = c\cdot\sen(x)\big[{\color{RoyalBlue}\cos(2x)}{\color{YellowOrange}\,\,-\,\cos^2(x)}\big]\\

\mbox{S}\,\,\,\,\,\,\,\,b = c\cdot\sen(x)\big[{\color{SeaGreen}\cos(2x)}-{\color{Purple}\cos^2(x)}\big]\\

\mbox{S}\,\,\,\,\,\,\,\,b = c\cdot\sen(x)\big[{\color{SeaGreen}{\color{Red}\cancel{\color{SeaGreen}1}}-2\sen^2(x)}+{\color{Purple}\sen^2(x){\color{Red}\cancel{\color{Purple}-1}}}\big]\\

\mbox{S}\,\,\,\,\,\,\,\,b = c\cdot\sen(x)\cdot(-1)\cdot\sen^2(x)[/tex3]

[tex3]\mbox{S}\,\,\,\,\,\,\,\,\boxed{\sen(x)=\frac{-b^{\frac{1}{3}}}{c^{\frac{1}{3}}}}[/tex3]



Parte 3
Para Finalizarmos, vamos substituir tudo na [tex3]\mbox{I}\cdot(-1)[/tex3] , julgo nessa ser mais fácil

[tex3]\mbox{I}\cdot(-1)\,\,\,\,\,\,-a \cdot {\color{SeaGreen}\sen(x)} + b \cdot{\color{Purple}\cos(x)} = -\,c\cdot{\color{SeaGreen}\sen(x)}{\color{Purple}\cos(x)}[/tex3]

[tex3]\mbox{I}\cdot(-1)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,-a \cdot {\color{SeaGreen}\frac{-b^{\frac{1}{3}}}{c^{\frac{1}{3}}}} + b \cdot{\color{Purple}\frac{a^{\frac{1}{3}}}{c^{\frac{1}{3}}}} = -\,c\cdot{\color{SeaGreen}-\frac{b^{\frac{1}{3}}}{c^{\frac{1}{3}}}}{\color{Purple}\frac{a^{\frac{1}{3}}}{c^{\frac{1}{3}}}}[/tex3]

[tex3]\mbox{I}\cdot(-1)\,\,\,\,\,\,\frac{a^{\frac{3}{3}}\cdot b^{\frac{1}{3}}}{c^{\frac{1}{3}}}+\frac{a^{\frac{1}{3}}\cdot b^{\frac{3}{3}}}{c^{\frac{1}{3}}}=\frac{a^{\frac{1}{3}}\cdot b^{\frac{1}{3}}\cdot c^{\color{Red}\cancel{\color{Black}\frac{3}{3}}\frac{1}{3}}}{\color{Red}\cancel{\color{Black}c^{\frac{2}{3}}}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\mbox{Multiplicando por}\,\,\frac{c^{\frac{1}{3}}}{a^{\frac{1}{3}}\cdot b^{\frac{1}{3}}}
[/tex3]


[tex3]\color{MidNightBlue}\boxed{a^{\frac{2}{3}}+b^{\frac{2}{3}}=c^{\frac{2}{3}}}[/tex3]



Comentário (Inúteis)
Então, eu estou sempre testando algumas formatações, e eu n sei dizer ao certo se ficou com muita cor ou poluição visual. Se alguém quiser falar onde posso mudar, considerarei em futuras resposta. E novamente, valeu por esse questão, AMEI!

"[...] Mas essa é a graça dos encontros e desencontros: a Coincidência e o Destino. Se pudesse resumir, diria: A causalidade é a Ironia do Universo."
-Melly
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NigrumCibum
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Fev 2021 27 07:56

Re: Trigonometria ime(folha poliedro)

Mensagem não lida por NigrumCibum »

Bela resposta, LostWalker, a álgebra tem desses truques mesmo.
Editado pela última vez por NigrumCibum em 27 Fev 2021, 07:56, em um total de 1 vez.
Arrêter le temps!
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snooplammer
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Re: Trigonometria ime(folha poliedro)

Mensagem não lida por snooplammer »

Uma outra solução é de fato usar complexos.

A ideia clássica pra [tex3]a \sen x + b\cos x[/tex3] no campo complexo, seria naturalmente fazer [tex3]z = a + bi[/tex3] .

Note que se torna natural chamar [tex3]w = \cis x[/tex3] , já que há [tex3]a \sen x+ b\cos x[/tex3] e [tex3]a \sen x- b\cos x[/tex3]

Se você fizer [tex3]zw = a\cos x- b\sen x + (a\sen x + b\cos x)i[/tex3] . Não é bem o que temos na questão, né. Então que tal fazer

[tex3]z \overline w = a\cos x + b\sen x +i(b\cos x - a\sen x) [/tex3]

Mas, também sabemos que [tex3]z \overline w = r\cis \varphi \cis( -x) = r\cis (\varphi - x) = a\cos x + b\sen x +i(b\cos x - a\sen x) [/tex3]

[tex3]r\cos(\varphi - x)+ r\sen(\varphi - x)i = a\cos x + b\sen x +i(b\cos x - a\sen x)[/tex3]

Substituindo o que foi dado no enunciado,

[tex3]r\cos(\varphi - x)+ r\sen(\varphi - x)i = c \cos 2x +i(-c\cdot \sen 2x\cdot \frac{1}{2}) [/tex3]

[tex3]r\cos(\varphi - x) = c\cos 2x[/tex3] e [tex3]r\sen(\varphi - x) = -c\cdot \sen 2x\cdot \frac{1}{2} [/tex3]

[tex3]\frac{\sen(\varphi - x)}{\cos(\varphi -x)} = \frac{-\sen 2x}{2 \cos 2x}[/tex3]

[tex3]2\tg(\varphi - x) = - \tg2x[/tex3]

[tex3]2\frac{\tg \varphi - \tg x}{1+ \tg \varphi \tg x} = \frac{-2\tg x}{1 - \tg^2 x}[/tex3]

Chamando [tex3]k = \tg \varphi [/tex3] e [tex3]t = \tg x[/tex3]

[tex3]2\frac{k-t}{1+ kt} = \frac{-2t}{1-t^2}[/tex3]

[tex3](1 - t^2)(k-t) = -t(1+kt)[/tex3]

[tex3]k-t-t^2k-t^3 = -t-kt^2[/tex3]

[tex3]t^3 = - k[/tex3]

[tex3]t = -\sqrt[3]{k}[/tex3] , [tex3]\frac{\sen x}{\cos x } = -\sqrt[3]{k} \iff \sen x = -\sqrt[3]{k}\cos x [/tex3] .

[tex3]k = \tg \varphi[/tex3] e [tex3]\varphi = \arg (a+bi) = \arctan \frac{b}{a}[/tex3] . Depois disso é só substituir [tex3]\sen x [/tex3] no sistema e achar [tex3]\cos x[/tex3] em função de a, b e c. E daí substituir ambos na outra equação do sistema.
Editado pela última vez por snooplammer em 27 Fev 2021, 12:36, em um total de 2 vezes.
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pedrocg2008
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Mai 2021 15 01:12

Re: Trigonometria ime(folha poliedro)

Mensagem não lida por pedrocg2008 »

Ficou ótima a resposta LostWalker!!! Eu que agradeço por ter me ajudadooooo!

ProfLaplace
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Re: Trigonometria ime(folha poliedro)

Mensagem não lida por ProfLaplace »

Parabéns LostWalker pela solução! Ficou bem elegante mesmo!
Eu só queria complementar com algo que acredito que tenha faltado.
Você assume logo no começo que [tex3]c\neq0[/tex3] , pois passou ele dividindo.

Formalmente também seria necessário assumir o caso em que [tex3]c=0[/tex3] , pois o enunciado não nos garante que [tex3]c\neq0[/tex3] .
Se [tex3]c=0[/tex3] , as tuas equações facilmente nos garantem que [tex3]a=b=0[/tex3] também.
Mas a opção [tex3]a=b=c=0[/tex3] verifica o gabarito [tex3]a^{\frac{2}{3}}+b^{\frac{2}{3}}=c^{\frac{2}{3}}[/tex3] . Então felizmente não haveria a necessidade de explicitar esse caso na resposta, pois ele já seria englobado por esse gabarito.

Mas no meio disso há outro problema: na última passagem você assume que [tex3]a\neq 0[/tex3] e [tex3]b\neq 0[/tex3] , coisa que o enunciado também não garante. Caso [tex3]a=0[/tex3] ou [tex3]b=0[/tex3] , a última etapa da sua dedução ficaria atravancada.
Note que se [tex3]a=b=0[/tex3] , podemos ver no sistema original que se teria [tex3]c=0[/tex3] .
Mas à princípio poderíamos ter [tex3]a=0[/tex3] , [tex3]b\neq0[/tex3] e [tex3]c\neq0[/tex3] , que deveria ser considerado também. Ou também [tex3]a\neq0[/tex3] , [tex3]b=0[/tex3] e [tex3]c\neq0[/tex3] . Deixo a análise destes casos restantes para vocês.

Enfim, esse comentário está ficando mais longo do que eu planejei haha. O IME poderia ter "facilidado" a vida se tivessem afirmado que os parâmetros não são nulos.
De qualquer forma, me parece que todos esses casos à parte poderão ser englobados na resposta [tex3]a^{\frac{2}{3}}+b^{\frac{2}{3}}=c^{\frac{2}{3}}[/tex3] . Mesmo assim, à título de rigor, é preciso considerá-los.

Abraço e parabéns novamente pela solução.

Editado pela última vez por ProfLaplace em 10 Abr 2024, 23:20, em um total de 5 vezes.
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