Equações Trigonométricas

Gabarito de Matemática sobre o tema Equações Trigonométricas com questões de Vestibulares.

Equações Trigonométricas é toda igualdade onde aparece uma função Trigonométricas com o arco desconhecido.

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01. (PUC) Se sen x = -1, então o valor de sen 3x é:

  1. -1/3
  2. 0
  3. 1
  4. -1
  5. -3

Resposta: C

Resolução: sen(a+b)= sena.cosb+sena.cosb

sen(x+x)=sen(2x)

sen(2x)=senx.cosx+senx.cosx

sen(2x)=2senxcosx

sen(2x+x)=sen(3x)

sen(3x)=2senxcosx.cosx + senx.cos2x

sen(3x)=2senxcos²x + senx(cos²x-sen²x)

sen(3x)=2senxcos²x+senxcos²x -sen³x

sen(3x)=3senxcos²x -sen³x

cos²x=1-sen²x

cos²x=1-(-1)²

cos²x=0

cosx=0

sen(3x)=3senxcos²x -sen³x

sen(3x)=-sen³x

sen(3x)=-(-1)³

sen(3x)=1 (c)

02. (Carlos Chagas) O Número de soluções da equação cos 2x = 1/2, no intervalo [-π π], é

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
  5. 4

Resposta: E

Resolução: 4

03. (Fatec) O conjunto solução da equação 2cos²x+cosx-1=0, no universo U=[0,2π], é

  1. {π/3, π, 5π/3}
  2. {π/6, π, 5π/6}
  3. {π/3, π/6, π}
  4. {π/6, π/3, π, 2π/3, 5π/3}
  5. {π/3, 2π/3, π, 4π/3, 5π/3, 2π}

Resposta: A

Resolução: {π/3, π, 5π/3}

04. (Cesgranrio) Todos os valores de x ∈ [<, 2<] que satisfazem senx.cosx>0 são:

  1. π< x < 5 π/4
  2. 5™/4 < x < π
  3. π < x < 3π/2
  4. 3π/2 < x < 2π
  5. 3π/2 < x < 7π/4

Resposta: C

Resolução: π < x < 3π/2

05. (Ufrrj) O número de soluções da equação 2cos²x - 3cosx - 2 = 0 no intervalo [0, π] é

  1. 1
  2. 0
  3. 2
  4. 4
  5. 3

Resposta: A

Resolução: 1

06. (Unirio) O conjunto-solução da equação senx=cosx, sendo 0≤x<2π, é:

  1. {π/4}
  2. {π/3}
  3. {5π/4}
  4. {π/3, 4π/3}
  5. {π/4, 5π/4}

Resposta: E

Resolução: sen x = cos x

sen x - cos x = 0

sen x - sen (π/2 - x) = 0

2·sen(x - π/4)·cos(π/4) = 0

(√(2))·sen(x - π/4) = 0

sen(x - π/4) = 0 = sen(0)

x - π/4 = 2kπ ou x - π/4 = π + 2kπ ⇔ x - π/4 = kπ

x = kπ + π/4

k = -1 ⇒ x = -π + π/4 = -3π/4 (não convém, o que também vale para valores k < -1)

k=0 ⇒ x=π/4

k=1 ⇒ x=π + π/4=5π/4

k=2 ⇒ x=2π + π/4=9π/4 (não convém, o que vale também para valores k> 2)

S = {π/4, 5π/4}

07. (PUC-PR) Considere as expressões trigonométricas A = cos x + cos y e B = sen x – sen y.

Sabendo que x + y = 1200, assinale a alternativa que corresponde ao valor de A2 + B2.

  1. 1.
  2. 2.
  3. 3.
  4. 4.
  5. 5.

Resposta: A

Resolução: 1

08. (FGV-SP) A única solução da equação sen 2x · sen 3x = cos 2x · cos 3x, com 0° ≤ x < 90°, é

  1. 72°.
  2. 36°.
  3. 24°.
  4. 18°.
  5. 15°.

Resposta: D

Resolução:

1) sen 2x . sen 3x = cos 2x . cos 3x ⇒

⇒ cos 3x . cos 2x – sen 3x . sen 2x = 0 ⇔

⇔ cos (3x + 2x) = 0 ⇒ cos(5x) = 0 ⇔

⇔ 5x = 90° + k . 180° ⇔ x = 18° + 36°k

2) Para k = 0, tem-se x = 18° ∈ [0°; 90°[

Para k = 1, tem-se x = 54° ∈ [0°; 90°[ (No entanto, 54° também é solução.) Fonte: Objetivo

09. (EEAR) No intervalo [0, π], a soma das raízes da equação 3cos²x - 7sen²x + 2 = 0 é igual a

  1. 4 π
  2. 3 π
  3. 2 π
  4. π

Resposta: D

Resolução:

10. (Mackenzie) O número de soluções que a equação 4 cos2x − cos 2x + cos x = 2 admite no intervalo [0, 2π] é

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
  5. 4

Resposta: D

Resolução:

A partir da identidade trigonométrica cos2x = 2 cos²x – 1, pode-se reescrever a equação

Fazendo a substituição t = cosx, chega-se a uma equação do 2º grau:

No intervalo [0, 2π], as soluções são

ou seja, 3 soluções no total.

11. (UFG) Considere a equação (esenx)² + 5 e senx – 6 = 0, na variável x. O valor inteiro de x que satisfaz a equação é

  1. -6
  2. 0
  3. 1
  4. 2
  5. 3

Resposta: B

Resolução: 0

12. (UECE) As soluções, em R, da equação cox4x – 4cox³x + 6cos²x – 4cosx + 1 = 0 são

  1. x = 2kπ, onde k é um inteiro qualquer.
  2. x = (2k + 1) π, onde k é um inteiro qualquer.
  3. x = kπ, onde k é um inteiro qualquer.
  4. x = (4k + 1) π, onde k é um inteiro qualquer.

Resposta: A

Resolução: x = (2k + 1) π, onde k é um inteiro qualquer.

13. (UPF) A quantidade de soluções que a equação trigonométrica sen4 x - cos4 x = 1 2 admite no intervalo [0 , 3𝜋] é:

  1. 0
  2. 2
  3. 4
  4. 6
  5. 8

Resposta: D

Resolução: A quantidade de soluções que a equação trigonométrica sen⁴(x) - cos⁴(x) = 1/2 admite no intervalo [0,3π] é 6.

A equação trigonométrica é sen⁴(x) - cos⁴(x) = 1/2 e o intervalo é [0,3π].

Perceba que podemos escrever a equação trigonométrica da seguinte forma:

(sen²(x) + cos²(x))(sen²(x) - cos²(x)) = 1/2.

Da relação fundamental da trigonometria, temos que sen²(x) + cos²(x) = 1. Logo,

sen²(x) - cos²(x) = 1/2.

Multiplicando a equação por -1:

cos²(x) - sen²(x) = -1/2

cos(2x) = -1/2.

Vamos considerar que k = 2x.

Assim, cos(k) = -1/2.

Pelo círculo trigonométrico, temos três valores para k: 2π/3, 4π/3 e 8π/3.

Então,

2x = 2π/3 ∴ x = π/3

2x = 4π/3 ∴ x = 2π/3

2x = 8π/3 ∴ x = 4π/3.

Além disso, teremos: 5π/3, 7π/3 e 8π/3.

14. (IME) O número de soluções da equação cos(8x) = sen(2x) + tg²(x) + cotg²(x) no intervalo [0,2π] é:

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 4
  5. 8

Resposta: C

Resolução:

15. (UEFS) O número de soluções da equação 3cos²x + tan²x = 3, no intervalo [0, 2π], é

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 6
  5. 7

Resposta: E

Resolução:

Como |(√3)/3 | ≤1 , existe um arco cujo cosseno dê (√3)/3 , portanto já são 4 soluções.

|cos(0)|=|cos(∏)|=|cos(2∏)|=1 (Três soluções)

No total, então, são 7 soluções.

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