Rafael Tavares Juliani f269aace6b INÍCIO
2025-09-04 16:07:07 -03:00

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Apresentação As funções trigonométricas circulares e hiperbólicas
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As funções trigonométricas circulares e hiperbólicas
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Apresentação
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Capítulo 1: Funções trigonométricas circulares
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Capítulo 2: Funções trigonométricas hiperbólicas
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Capítulo 3: Igualdades exponenciais e logarítmicas
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Capítulo 4: Aplicações
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Referências
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Índice Remissivo
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<h1 class="title">
Apresentação
</h1>
</div>
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</div>
</header>
<div id="conteudo-capitulo">
<p class="unidade" id="AP1" title="AP1">
As funções trigonométricas circulares e hiperbólicas fazem parte de qualquer curso de Cálculo Diferencial e Integral. A trigonometria circular, conhecida dos alunos desde o ensino fundamental e médio, é em geral bem fundamentada e organizada. São relações definidas e obtidas no triângulo retângulo ou na circunferência trigonométrica e todas as propriedades e identidades, envolvendo essas funções, são provadas a partir das propriedades da circunferência e dos triângulos.
</p>
<p class="unidade" id="AP2" title="AP2">
Esse fato já não ocorre com as funções trigonométricas hiperbólicas. Em geral, os livros de Cálculo Diferencial e Integral definem as funções trigonométricas hiperbólicas como soma de funções exponenciais. Para ser mais preciso,
<!-- MATH
\begin{displaymath}
{\mathrm{senh}}x = \frac{e^{x}-e^{-x}}{2} \qquad \text{e} \qquad \cosh x = \frac{e^{x} + e^{-x}}{2}.
\end{displaymath}
-->
</p>
<div class="mathdisplay unidade" id="AP3" title="AP3">
<img alt="" src="img/img10.svg" style="height: 4.72ex; vertical-align: -1.55ex; "/>
e
<img alt="$\displaystyle \qquad \cosh x = \frac{e^{x} + e^{-x}}{2}. $" src="img/img11.svg" style="height: 4.72ex; vertical-align: -1.55ex; "/>
</div>
<p class="unidade" id="AP4" title="AP4">
Todas as propriedades envolvendo as funções trigonométricas hiperbólicas são então deduzidas a partir dessas igualdades e de propriedades das funções exponenciais e logarítmicas. Também, as fórmulas de derivação são obtidas usando as fórmulas de derivação para a função exponencial.
</p>
<p class="unidade" id="AP5" title="AP5">
Assim como a trigonometria circular, a trigonometria hiperbólica é também construída e fundamentada. Não sobre a circunferência, mas sobre a hipérbole trigonométrica. As propriedades dessas funções são então consequências de propriedades algébricas e geométricas dessa hipérbole.
</p>
<p class="unidade" id="AP6" title="AP6">
Este assunto me deixou curioso por muito tempo até que resolvi procurar mais informações a esse respeito. Hoje, com essas informações localizadas e reunidas, faço este texto com o objetivo de compartilhar os conhecimentos adquiridos nesse assunto. Para tornar o estudo completo, neste texto é abordada também a trigonometria circular, que na maioria dos livros já está bem detalhada.
</p>
<p class="unidade" id="AP7" title="AP7">
A proposta deste texto é complementar um curso de Cálculo Diferencial e Integral com detalhamento no trato das funções trigonométricas. Do modo que este texto está preparado, esperamos que o leitor, em cada etapa, esteja familiarizado com os conceitos abordados, como por exemplo os conceitos de continuidade, derivação e função inversa.
</p>
<p class="unidade" id="AP8" title="AP8">
O primeiro capítulo tratará das funções trigonométricas circulares. Construiremos primeiramente a trigonometria
circular sobre o círculo trigonométrico com a dedução das principais identidades trigonométricas. Feito isto,
definiremos as funções trigonométricas circulares e estudaremos alguns de seus principais aspectos, como domínio, imagem, gráficos, continuidade e derivadas dessas funções. Para finalizar o primeiro capítulo, estudaremos as funções trigonométricas inversas e suas derivadas.
</p>
<p class="unidade" id="AP9" title="AP9">
No segundo capítulo, trataremos da trigonometria hiperbólica. Estudaremos a definição das funções trigonométricas hiperbólicas na hipérbole trigonométrica e as principais identidades trigonométricas hiperbólicas. Analisaremos as funções trigonométricas hiperbólicas, seus gráficos, continuidade e a derivada dessas funções. E por fim, estudaremos as funções trigonométricas hiperbólicas inversas e suas derivadas.
</p>
<p class="unidade" id="AP10" title="AP10">
O capítulo 3 é dedicado a mostrar que as identidades trigonométricas hiperbólicas envolvendo as funções exponenciais são verdadeiras. Obteremos, ainda, identidades logarítmicas para as funções trigonométricas hiperbólicas inversas e com o auxílio da álgebra de números complexos, obteremos identidades similares para as funções trigonométricas circulares.
</p>
<p class="unidade" id="AP11" title="AP11">
No capítulo 4, são apresentadas algumas aplicações das funções trigonométricas, tanto as circulares quanto as
hiperbólicas. Para melhor compreensão deste capítulo, recomendamos ao leitor o conhecimento de alguns conceitos
físicos.
</p>
<p class="unidade" id="AP12" title="AP12">
Ao final de cada seção, apresentaremos uma tabela resumida com os principais resultados obtidos naquela seção. Essas tabelas tem o objetivo de facilitar a busca de informações desejadas por parte do leitor.
</p>
<br/>
<table class="caption-top table" data-quarto-postprocess="true">
<colgroup>
<col style="width: 100%"/>
</colgroup>
<tbody>
<tr class="odd">
<td style="text-align: right;">
<div class="centerline" id="par22439">
27. Abril 2021
</div>
<div class="centerline" id="par22440">
Sandro Marcos Guzzo
</div>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
</div>
</main>
<!-- /main -->
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const toggleBodyColorMode = (bsSheetEl) => {
const mode = bsSheetEl.getAttribute("data-mode");
const bodyEl = window.document.querySelector("body");
if (mode === "dark") {
bodyEl.classList.add("quarto-dark");
bodyEl.classList.remove("quarto-light");
} else {
bodyEl.classList.add("quarto-light");
bodyEl.classList.remove("quarto-dark");
}
}
const toggleBodyColorPrimary = () => {
const bsSheetEl = window.document.querySelector("link#quarto-bootstrap");
if (bsSheetEl) {
toggleBodyColorMode(bsSheetEl);
}
}
toggleBodyColorPrimary();
const disableStylesheet = (stylesheets) => {
for (let i=0; i < stylesheets.length; i++) {
const stylesheet = stylesheets[i];
stylesheet.rel = 'prefetch';
}
}
const enableStylesheet = (stylesheets) => {
for (let i=0; i < stylesheets.length; i++) {
const stylesheet = stylesheets[i];
stylesheet.rel = 'stylesheet';
}
}
const manageTransitions = (selector, allowTransitions) => {
const els = window.document.querySelectorAll(selector);
for (let i=0; i < els.length; i++) {
const el = els[i];
if (allowTransitions) {
el.classList.remove('notransition');
} else {
el.classList.add('notransition');
}
}
}
const toggleGiscusIfUsed = (isAlternate, darkModeDefault) => {
const baseTheme = document.querySelector('#giscus-base-theme')?.value ?? 'light';
const alternateTheme = document.querySelector('#giscus-alt-theme')?.value ?? 'dark';
let newTheme = '';
if(darkModeDefault) {
newTheme = isAlternate ? baseTheme : alternateTheme;
} else {
newTheme = isAlternate ? alternateTheme : baseTheme;
}
const changeGiscusTheme = () => {
// From: https://github.com/giscus/giscus/issues/336
const sendMessage = (message) => {
const iframe = document.querySelector('iframe.giscus-frame');
if (!iframe) return;
iframe.contentWindow.postMessage({ giscus: message }, 'https://giscus.app');
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setConfig: {
theme: newTheme
}
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const isGiscussLoaded = window.document.querySelector('iframe.giscus-frame') !== null;
if (isGiscussLoaded) {
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const toggleColorMode = (alternate) => {
// Switch the stylesheets
const alternateStylesheets = window.document.querySelectorAll('link.quarto-color-scheme.quarto-color-alternate');
manageTransitions('#quarto-margin-sidebar .nav-link', false);
if (alternate) {
enableStylesheet(alternateStylesheets);
for (const sheetNode of alternateStylesheets) {
if (sheetNode.id === "quarto-bootstrap") {
toggleBodyColorMode(sheetNode);
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} else {
disableStylesheet(alternateStylesheets);
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manageTransitions('#quarto-margin-sidebar .nav-link', true);
// Switch the toggles
const toggles = window.document.querySelectorAll('.quarto-color-scheme-toggle');
for (let i=0; i < toggles.length; i++) {
const toggle = toggles[i];
if (toggle) {
if (alternate) {
toggle.classList.add("alternate");
} else {
toggle.classList.remove("alternate");
}
}
}
// Hack to workaround the fact that safari doesn't
// properly recolor the scrollbar when toggling (#1455)
if (navigator.userAgent.indexOf('Safari') > 0 && navigator.userAgent.indexOf('Chrome') == -1) {
manageTransitions("body", false);
window.scrollTo(0, 1);
setTimeout(() => {
window.scrollTo(0, 0);
manageTransitions("body", true);
}, 40);
}
}
const isFileUrl = () => {
return window.location.protocol === 'file:';
}
const hasAlternateSentinel = () => {
let styleSentinel = getColorSchemeSentinel();
if (styleSentinel !== null) {
return styleSentinel === "alternate";
} else {
return false;
}
}
const setStyleSentinel = (alternate) => {
const value = alternate ? "alternate" : "default";
if (!isFileUrl()) {
window.localStorage.setItem("quarto-color-scheme", value);
} else {
localAlternateSentinel = value;
}
}
const getColorSchemeSentinel = () => {
if (!isFileUrl()) {
const storageValue = window.localStorage.getItem("quarto-color-scheme");
return storageValue != null ? storageValue : localAlternateSentinel;
} else {
return localAlternateSentinel;
}
}
const darkModeDefault = false;
let localAlternateSentinel = darkModeDefault ? 'alternate' : 'default';
// Dark / light mode switch
window.quartoToggleColorScheme = () => {
// Read the current dark / light value
let toAlternate = !hasAlternateSentinel();
toggleColorMode(toAlternate);
setStyleSentinel(toAlternate);
toggleGiscusIfUsed(toAlternate, darkModeDefault);
};
// Ensure there is a toggle, if there isn't float one in the top right
if (window.document.querySelector('.quarto-color-scheme-toggle') === null) {
const a = window.document.createElement('a');
a.classList.add('top-right');
a.classList.add('quarto-color-scheme-toggle');
a.href = "";
a.onclick = function() { try { window.quartoToggleColorScheme(); } catch {} return false; };
const i = window.document.createElement("i");
i.classList.add('bi');
a.appendChild(i);
window.document.body.appendChild(a);
}
// Switch to dark mode if need be
if (hasAlternateSentinel()) {
toggleColorMode(true);
} else {
toggleColorMode(false);
}
const icon = "";
const anchorJS = new window.AnchorJS();
anchorJS.options = {
placement: 'right',
icon: icon
};
anchorJS.add('.anchored');
const isCodeAnnotation = (el) => {
for (const clz of el.classList) {
if (clz.startsWith('code-annotation-')) {
return true;
}
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return false;
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const onCopySuccess = function(e) {
// button target
const button = e.trigger;
// don't keep focus
button.blur();
// flash "checked"
button.classList.add('code-copy-button-checked');
var currentTitle = button.getAttribute("title");
button.setAttribute("title", "Copiada");
let tooltip;
if (window.bootstrap) {
button.setAttribute("data-bs-toggle", "tooltip");
button.setAttribute("data-bs-placement", "left");
button.setAttribute("data-bs-title", "Copiada");
tooltip = new bootstrap.Tooltip(button,
{ trigger: "manual",
customClass: "code-copy-button-tooltip",
offset: [0, -8]});
tooltip.show();
}
setTimeout(function() {
if (tooltip) {
tooltip.hide();
button.removeAttribute("data-bs-title");
button.removeAttribute("data-bs-toggle");
button.removeAttribute("data-bs-placement");
}
button.setAttribute("title", currentTitle);
button.classList.remove('code-copy-button-checked');
}, 1000);
// clear code selection
e.clearSelection();
}
const getTextToCopy = function(trigger) {
const codeEl = trigger.previousElementSibling.cloneNode(true);
for (const childEl of codeEl.children) {
if (isCodeAnnotation(childEl)) {
childEl.remove();
}
}
return codeEl.innerText;
}
const clipboard = new window.ClipboardJS('.code-copy-button:not([data-in-quarto-modal])', {
text: getTextToCopy
});
clipboard.on('success', onCopySuccess);
if (window.document.getElementById('quarto-embedded-source-code-modal')) {
const clipboardModal = new window.ClipboardJS('.code-copy-button[data-in-quarto-modal]', {
text: getTextToCopy,
container: window.document.getElementById('quarto-embedded-source-code-modal')
});
clipboardModal.on('success', onCopySuccess);
}
var localhostRegex = new RegExp(/^(?:http|https):\/\/localhost\:?[0-9]*\//);
var mailtoRegex = new RegExp(/^mailto:/);
var filterRegex = new RegExp('/' + window.location.host + '/');
var isInternal = (href) => {
return filterRegex.test(href) || localhostRegex.test(href) || mailtoRegex.test(href);
}
// Inspect non-navigation links and adorn them if external
var links = window.document.querySelectorAll('a[href]:not(.nav-link):not(.navbar-brand):not(.toc-action):not(.sidebar-link):not(.sidebar-item-toggle):not(.pagination-link):not(.no-external):not([aria-hidden]):not(.dropdown-item):not(.quarto-navigation-tool):not(.about-link)');
for (var i=0; i<links.length; i++) {
const link = links[i];
if (!isInternal(link.href)) {
// undo the damage that might have been done by quarto-nav.js in the case of
// links that we want to consider external
if (link.dataset.originalHref !== undefined) {
link.href = link.dataset.originalHref;
}
}
}
function tippyHover(el, contentFn, onTriggerFn, onUntriggerFn) {
const config = {
allowHTML: true,
maxWidth: 500,
delay: 100,
arrow: false,
appendTo: function(el) {
return el.parentElement;
},
interactive: true,
interactiveBorder: 10,
theme: 'quarto',
placement: 'bottom-start',
};
if (contentFn) {
config.content = contentFn;
}
if (onTriggerFn) {
config.onTrigger = onTriggerFn;
}
if (onUntriggerFn) {
config.onUntrigger = onUntriggerFn;
}
window.tippy(el, config);
}
const noterefs = window.document.querySelectorAll('a[role="doc-noteref"]');
for (var i=0; i<noterefs.length; i++) {
const ref = noterefs[i];
tippyHover(ref, function() {
// use id or data attribute instead here
let href = ref.getAttribute('data-footnote-href') || ref.getAttribute('href');
try { href = new URL(href).hash; } catch {}
const id = href.replace(/^#\/?/, "");
const note = window.document.getElementById(id);
if (note) {
return note.innerHTML;
} else {
return "";
}
});
}
const xrefs = window.document.querySelectorAll('a.quarto-xref');
const processXRef = (id, note) => {
// Strip column container classes
const stripColumnClz = (el) => {
el.classList.remove("page-full", "page-columns");
if (el.children) {
for (const child of el.children) {
stripColumnClz(child);
}
}
}
stripColumnClz(note)
if (id === null || id.startsWith('sec-')) {
// Special case sections, only their first couple elements
const container = document.createElement("div");
if (note.children && note.children.length > 2) {
container.appendChild(note.children[0].cloneNode(true));
for (let i = 1; i < note.children.length; i++) {
const child = note.children[i];
if (child.tagName === "P" && child.innerText === "") {
continue;
} else {
container.appendChild(child.cloneNode(true));
break;
}
}
if (window.Quarto?.typesetMath) {
window.Quarto.typesetMath(container);
}
return container.innerHTML
} else {
if (window.Quarto?.typesetMath) {
window.Quarto.typesetMath(note);
}
return note.innerHTML;
}
} else {
// Remove any anchor links if they are present
const anchorLink = note.querySelector('a.anchorjs-link');
if (anchorLink) {
anchorLink.remove();
}
if (window.Quarto?.typesetMath) {
window.Quarto.typesetMath(note);
}
if (note.classList.contains("callout")) {
return note.outerHTML;
} else {
return note.innerHTML;
}
}
}
for (var i=0; i<xrefs.length; i++) {
const xref = xrefs[i];
tippyHover(xref, undefined, function(instance) {
instance.disable();
let url = xref.getAttribute('href');
let hash = undefined;
if (url.startsWith('#')) {
hash = url;
} else {
try { hash = new URL(url).hash; } catch {}
}
if (hash) {
const id = hash.replace(/^#\/?/, "");
const note = window.document.getElementById(id);
if (note !== null) {
try {
const html = processXRef(id, note.cloneNode(true));
instance.setContent(html);
} finally {
instance.enable();
instance.show();
}
} else {
// See if we can fetch this
fetch(url.split('#')[0])
.then(res => res.text())
.then(html => {
const parser = new DOMParser();
const htmlDoc = parser.parseFromString(html, "text/html");
const note = htmlDoc.getElementById(id);
if (note !== null) {
const html = processXRef(id, note);
instance.setContent(html);
}
}).finally(() => {
instance.enable();
instance.show();
});
}
} else {
// See if we can fetch a full url (with no hash to target)
// This is a special case and we should probably do some content thinning / targeting
fetch(url)
.then(res => res.text())
.then(html => {
const parser = new DOMParser();
const htmlDoc = parser.parseFromString(html, "text/html");
const note = htmlDoc.querySelector('main.content');
if (note !== null) {
// This should only happen for chapter cross references
// (since there is no id in the URL)
// remove the first header
if (note.children.length > 0 && note.children[0].tagName === "HEADER") {
note.children[0].remove();
}
const html = processXRef(null, note);
instance.setContent(html);
}
}).finally(() => {
instance.enable();
instance.show();
});
}
}, function(instance) {
});
}
let selectedAnnoteEl;
const selectorForAnnotation = ( cell, annotation) => {
let cellAttr = 'data-code-cell="' + cell + '"';
let lineAttr = 'data-code-annotation="' + annotation + '"';
const selector = 'span[' + cellAttr + '][' + lineAttr + ']';
return selector;
}
const selectCodeLines = (annoteEl) => {
const doc = window.document;
const targetCell = annoteEl.getAttribute("data-target-cell");
const targetAnnotation = annoteEl.getAttribute("data-target-annotation");
const annoteSpan = window.document.querySelector(selectorForAnnotation(targetCell, targetAnnotation));
const lines = annoteSpan.getAttribute("data-code-lines").split(",");
const lineIds = lines.map((line) => {
return targetCell + "-" + line;
})
let top = null;
let height = null;
let parent = null;
if (lineIds.length > 0) {
//compute the position of the single el (top and bottom and make a div)
const el = window.document.getElementById(lineIds[0]);
top = el.offsetTop;
height = el.offsetHeight;
parent = el.parentElement.parentElement;
if (lineIds.length > 1) {
const lastEl = window.document.getElementById(lineIds[lineIds.length - 1]);
const bottom = lastEl.offsetTop + lastEl.offsetHeight;
height = bottom - top;
}
if (top !== null && height !== null && parent !== null) {
// cook up a div (if necessary) and position it
let div = window.document.getElementById("code-annotation-line-highlight");
if (div === null) {
div = window.document.createElement("div");
div.setAttribute("id", "code-annotation-line-highlight");
div.style.position = 'absolute';
parent.appendChild(div);
}
div.style.top = top - 2 + "px";
div.style.height = height + 4 + "px";
div.style.left = 0;
let gutterDiv = window.document.getElementById("code-annotation-line-highlight-gutter");
if (gutterDiv === null) {
gutterDiv = window.document.createElement("div");
gutterDiv.setAttribute("id", "code-annotation-line-highlight-gutter");
gutterDiv.style.position = 'absolute';
const codeCell = window.document.getElementById(targetCell);
const gutter = codeCell.querySelector('.code-annotation-gutter');
gutter.appendChild(gutterDiv);
}
gutterDiv.style.top = top - 2 + "px";
gutterDiv.style.height = height + 4 + "px";
}
selectedAnnoteEl = annoteEl;
}
};
const unselectCodeLines = () => {
const elementsIds = ["code-annotation-line-highlight", "code-annotation-line-highlight-gutter"];
elementsIds.forEach((elId) => {
const div = window.document.getElementById(elId);
if (div) {
div.remove();
}
});
selectedAnnoteEl = undefined;
};
// Handle positioning of the toggle
window.addEventListener(
"resize",
throttle(() => {
elRect = undefined;
if (selectedAnnoteEl) {
selectCodeLines(selectedAnnoteEl);
}
}, 10)
);
function throttle(fn, ms) {
let throttle = false;
let timer;
return (...args) => {
if(!throttle) { // first call gets through
fn.apply(this, args);
throttle = true;
} else { // all the others get throttled
if(timer) clearTimeout(timer); // cancel #2
timer = setTimeout(() => {
fn.apply(this, args);
timer = throttle = false;
}, ms);
}
};
}
// Attach click handler to the DT
const annoteDls = window.document.querySelectorAll('dt[data-target-cell]');
for (const annoteDlNode of annoteDls) {
annoteDlNode.addEventListener('click', (event) => {
const clickedEl = event.target;
if (clickedEl !== selectedAnnoteEl) {
unselectCodeLines();
const activeEl = window.document.querySelector('dt[data-target-cell].code-annotation-active');
if (activeEl) {
activeEl.classList.remove('code-annotation-active');
}
selectCodeLines(clickedEl);
clickedEl.classList.add('code-annotation-active');
} else {
// Unselect the line
unselectCodeLines();
clickedEl.classList.remove('code-annotation-active');
}
});
}
const findCites = (el) => {
const parentEl = el.parentElement;
if (parentEl) {
const cites = parentEl.dataset.cites;
if (cites) {
return {
el,
cites: cites.split(' ')
};
} else {
return findCites(el.parentElement)
}
} else {
return undefined;
}
};
var bibliorefs = window.document.querySelectorAll('a[role="doc-biblioref"]');
for (var i=0; i<bibliorefs.length; i++) {
const ref = bibliorefs[i];
const citeInfo = findCites(ref);
if (citeInfo) {
tippyHover(citeInfo.el, function() {
var popup = window.document.createElement('div');
citeInfo.cites.forEach(function(cite) {
var citeDiv = window.document.createElement('div');
citeDiv.classList.add('hanging-indent');
citeDiv.classList.add('csl-entry');
var biblioDiv = window.document.getElementById('ref-' + cite);
if (biblioDiv) {
citeDiv.innerHTML = biblioDiv.innerHTML;
}
popup.appendChild(citeDiv);
});
return popup.innerHTML;
});
}
}
});
</script>
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<a aria-label="Agradecimentos" class="pagination-link" href="./agradecimentos.html">
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</i>
<span class="nav-page-text">
Agradecimentos
</span>
</a>
</div>
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<a aria-label="Capítulo 1: Funções trigonométricas circulares" class="pagination-link" href="./funcoes-trigonometricas-circulares.html">
<span class="nav-page-text">
Capítulo 1: Funções trigonométricas circulares
</span>
<i class="bi bi-arrow-right-short">
</i>
</a>
</div>
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