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8/4/21 1 Aplicaciones de las funciones trigonométricas Proceso de respiración El proceso de la respiración se alterna por períodos de inhalación y exhalación se modela por la función ! " = 0,75()* +, " , siendo t el tiempo medido en segundos y !(") el caudal de aire en el tiempo ", medido en litros por segundo. • Determinar el tiempo en el que se completa un ciclo, una exhalación y una inhalación. • Graficar dos ciclos de la función. • Determinar los instantes en que el caudal de aire es nulo, máximo y mínimo durante dos ciclos. • Determinar el tiempo en el que se completa un ciclo, una exhalación y una inhalación. El período es !" # = !" % & = 4, luego un ciclo se completa en 4 segundos, una exhalación en dos segundos y una inhalación en dos segundos. Solución. ( ) = 0,75./0 "! ) • Determinar los instantes en que el caudal de aire es nulo, máximo y mínimo durante dos ciclos. El caudal de aire es nulo a los 0,2,4,6 y 8 segundos. El caudal es máximo al segundo 1, y a los 5. Es mínimo a los 3 segundos y a los 7 segundos. Ob ser var qu e lo s v alo res pa ra la p rim era pre gu nta se ob tie nen pe nsa nd o ¿ cuá nto tie ne qu e v ale r t pa ra qu e ./0 " ! ) se a 0 ? Sim ila r p ara lo s o tro s c aso s ! " = 0,75()* +2 " Sistema de masa de resorte Un sistema de masa de resorte oscila sinusoidalmente una vez cada 1.3 segundos entre 0.04 y 0.025 metros. Determinar • La frecuencia de oscilación. • Una expresión funcional sinusoidal que describa el movimiento. Hacer la gráfica. Solución Una función sinusoidal puede ser: ! = # $%& ' ( + *' + + , -./01é3 ! = # *4$ ' ( + * ' + + • Elijo la que utiliza la función coseno. 5(() = # *4$ ' ( + *' + + Para tener en cuenta: • La imagen de 8 = 9 :;< = > + ?@ A< [−9, 9]. • La imagen de 8 = 9 :;< = > + ?@ + F es [−9 + F, 9 + F]. 8/4/21 2 Solución • El período es de 1.3 segundos, ! = #$% reemplazando &. ( = #$ % )*+,*-). % = #$ &.(~0. 1((## • La función varía entre 0.04 y 0.025 metros, entonces se tiene que −3+5 = 6.6#7 3+5 = 6.60 Resolviendo este sistema obtenemos 3 = 6.6687 95 = 6.6(#7. Podemos suponer sin pérdida de generalidad que la función no está defasada. Con los datos obtenidos, la función que describe el movimiento de la masa es: : ; = 6.6687 -,. #$&.( ; +6.6(#7 = 6.6687 -,. 0. 1((#; +6.6(#7 !(#) = &.&&() *+, -. .//0# +&.&/0) Frecuencia Frecuencia número de oscilaciones por unidad de tiempo. Es decir el recíproco del Período ! = 2$% Para el ejemplo: ! = &'(.*++,, ~0,65 Ajuste de datos de temperatura Los datos corresponden a los promedios mensuales de las temperaturas máximas para Comodoro Rivadavia. Modelar mediante una ecuación del tipo ! = # $%& ' ( + *+ + , Usar el comando Ajuste del programa Geogebra. MES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Temp ºC 25.6 24.8 22.2 18.5 14.1 10.9 10.5 12.4 15.4 18.6 22.1 24.2 Ejemplos Varios I) !"#$ = −'/), $ *+,á *. */ 000 123453.,*. Calcular #67$ ; 9:7$. Al estar el ángulo en el iii cuadrante tanto el seno como el coseno son negativos. Dibujo un triángulo rectangulo de hipotenusa 7 (AC)y cateto adyacente =1 (AB). Usando T. de Pitágoras, 1< +>?< = 7< De donde >? = 48~6.93 senK = − 6.93 7 ; LMNK = OPNK QROK = − 6.93 7 − 1 7 = 6.93 8/4/21 3 Ejemplos Varios II) Encontrar el valor de todos los ángulos, pertenecientes al intervalo [0, 2π), que satisface la condición !"#(%) = (, ) = *+,-. (1), se puede usar calculadora e ir analizando los ángulos donde la tangente vale 1. Si estamos en el primer cuadrante es el ángulo de 0 /4 radianes. La tangente nuevamente es positiva para ángulos del intervalo (30 /2,20), por lo tanto la solución es ) = 0 /4 y ) = 70 /4 Ejemplos Varios III) para la función !(#) = &cos(*# + ,) Determinar la amplitud, el período y el desfasamiento Comparamos la función 9(:) con y= < =>? @ #+ =@A = 3; Expresamos la fórmula de la función dada de otra manera D(#) = & =>? * #+,* Amplitud: 3; Período: 2EF = E G ; Desfasamiento E F Amplitud: 3; Período: !" Amplitud: 3; Período: !" ; Desfasamiento ! #