Funcoes Trigonometricas Inversas
1. Vamos determinar os valores das funções trigonométricas inversas dadas.
Para isso, usamos as definições das funções arco seno (arcsin), arco cosseno (arccos) e arco tangente (arctan), que retornam ângulos cujos senos, cossenos e tangentes são os valores dados.
2. Calcular arcsin(−1/2):
Sabemos que $\sin(\frac{-\pi}{6}) = -\frac{1}{2}$.
Como o arco seno retorna ângulos no intervalo $[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]$, temos:
$$\arcsin(-\frac{1}{2}) = -\frac{\pi}{6}$$
3. Calcular arccos(−1/2):
Sabemos que $\cos(\frac{2\pi}{3}) = -\frac{1}{2}$.
Como o arco cosseno retorna ângulos no intervalo $[0, \pi]$, temos:
$$\arccos(-\frac{1}{2}) = \frac{2\pi}{3}$$
4. Calcular arccos($-\frac{\sqrt{2}}{2}$):
Sabemos que $\cos(\frac{3\pi}{4}) = -\frac{\sqrt{2}}{2}$.
Assim,
$$\arccos\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right) = \frac{3\pi}{4}$$
5. Calcular arctan(−1):
Sabemos que $\tan\left(-\frac{\pi}{4}\right) = -1$.
O arco tangente retorna ângulos em $(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2})$.
Portanto,
$$\arctan(-1) = -\frac{\pi}{4}$$
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6. Seja $y = \arcsin(\frac{1}{3})$. Vamos encontrar $\cos(y)$, $\tan(y)$, $\cotg(y)$, $\sec(y)$ e $\csc(y)$.
- Sabendo que $\sin(y) = \frac{1}{3}$.
- Usamos a identidade:
$$\cos(y) = \sqrt{1 - \sin^2(y)} = \sqrt{1 - \left(\frac{1}{3}\right)^2} = \sqrt{1 - \frac{1}{9}} = \sqrt{\frac{8}{9}} = \frac{2\sqrt{2}}{3}$$
- O $\tan(y)$ é:
$$\tan(y) = \frac{\sin(y)}{\cos(y)} = \frac{\frac{1}{3}}{\frac{2\sqrt{2}}{3}} = \frac{1}{2\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{4}$$
- O $\cotg(y)$ é o inverso da tangente:
$$\cotg(y) = \frac{1}{\tan(y)} = 2\sqrt{2}$$
- O $\sec(y)$ é o inverso do cosseno:
$$\sec(y) = \frac{1}{\cos(y)} = \frac{3}{2\sqrt{2}} = \frac{3\sqrt{2}}{4}$$
- O $\cosec(y)$ é o inverso do seno:
$$\csc(y) = \frac{1}{\sin(y)} = 3$$
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7. Seja $y = \mathrm{arccotg}\left(-\frac{1}{2}\right)$. Note que $\arccotg$ é o arco cotangente.
Para simplificar, vamos transformar em tangente usando $\tan(y) = \frac{1}{\cotg(y)}$:
$$\tan(y) = -2$$
- Para $\cotg(y) = -\frac{1}{2}$ com $y$ no intervalo $(0, \pi)$ (normalmente para $\arccotg$), encontramos o ângulo cuja tangente é $-2$.
- Usando arctan:
$$y = \pi - \arctan(2)$$
Agora calculamos as funções trigonométricas:
- $\sin(y)$ e $\cos(y)$ usando fórmula para $\tan(y)$:
$$\sin(y) = \frac{\tan(y)}{\sqrt{1+\tan^2(y)}} = \frac{-2}{\sqrt{1+4}} = \frac{-2}{\sqrt{5}} = -\frac{2\sqrt{5}}{5}$$
$$\cos(y) = \frac{1}{\sqrt{1+\tan^2(y)}} = \frac{1}{\sqrt{5}} = \frac{\sqrt{5}}{5}$$
- $\tan(y) = -2$ (já conhecido).
- $\sec(y) = \frac{1}{\cos(y)} = \sqrt{5}$.
- $\csc(y) = \frac{1}{\sin(y)} = -\frac{\sqrt{5}}{2}$.
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**Resumo final:**
$$\arcsin\left(-\frac{1}{2}\right) = -\frac{\pi}{6}$$
$$\arccos\left(-\frac{1}{2}\right) = \frac{2\pi}{3}$$
$$\arccos\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right) = \frac{3\pi}{4}$$
$$\arctan(-1) = -\frac{\pi}{4}$$
Para $y=\arcsin(\frac{1}{3})$:
$$\cos(y) = \frac{2\sqrt{2}}{3},\quad \tan(y) = \frac{\sqrt{2}}{4},\quad \cotg(y) = 2\sqrt{2},\quad \sec(y) = \frac{3\sqrt{2}}{4},\quad \csc(y) = 3$$
Para $y=\arccotg\left(-\frac{1}{2}\right)$:
$$\sin(y) = -\frac{2\sqrt{5}}{5},\quad \cos(y) = \frac{\sqrt{5}}{5},\quad \tan(y)=-2,\quad \sec(y)=\sqrt{5},\quad \csc(y) = -\frac{\sqrt{5}}{2}$$
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**Dica para o teste:**
Para calcular funções trig inversas, identifique o ângulo padrão no intervalo da função inversa que tem a razão trigonométrica dada.
Para derivar funções como coseno, tangente a partir do arco seno ou arco cotangente, use identidades trigonométricas e relações fundamentais como $\sin^2(x)+\cos^2(x)=1$ e $\tan(x)=\frac{\sin(x)}{\cos(x)}$.