Funzione goniometrica con parametri a e b, esercizio completo

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Funzione goniometrica con parametri a e b, esercizio completo #37537

avt
drago95
Cerchio
Ho un problema con una funzione goniometrica dipendente da due parametri che non riesco a risolvere.

Considera la funzione

f(x) = acos(x)+bsin(x)

a) Determina i coefficienti a e b in modo che il grafico passi per i punti P((π)/(6);1) e Q(-(π)/(6);2).

b) Trasforma la funzione nella forma

f(x) = Acos(x+α)

e determina i punti di minimo e di massimo.

c) Trova l'espressione analitica della funzione g(x) = f(-x) e disegna i grafici delle due funzioni nel medesimo riferimento.

d) Verifica che g(x) si può ottenere da f(x) mediante una traslazione.

Nell'attesa di una risposta vi ringrazio anticipatamente.
 
 

Funzione goniometrica con parametri a e b, esercizio completo #37538

avt
Ifrit
Amministratore
Ciao drago95,

vediamo come procedere. Abbiamo la funzione:

f(x) = acos(x)+bsin(x)

Dobbiamo imporre il passaggio per i punti P e Q:

f((π)/(6)) = 1 ; f(-(π)/(6)) = 2

Ora:

 f((π)/(6)) = acos((π)/(6))+bsin((π)/(6)) = (√(3))/(2)a+(b)/(2)

mentre:

f(-(π)/(6)) = acos(-(π)/(6))+bsin(-(π)/(6))

Ricorda che la funzione seno è una funzione dispari, mentre la funzione coseno è una funzione pari pertanto:

 cos(-(π)/(6)) = cos((π)/(6)) = (√(3))/(2) ; sin(-(π)/(6)) = -sin((π)/(6)) = -(1)/(2)

Il sistema diventa quindi:

(√(3))/(2)A+(1)/(2)B = 1 ; (√(3))/(2)A-(1)/(2)B = 2

Da cui

 a = √(3), b = -1 ; f(x) = √(3)cos(x)-sin(x)

Adesso il nostro scopo diventa quello di scrivere la funzione nella forma:

f(x) = Acos(x+α)

Utilizzeremo l'angolo ausiliario, osserva che la funzione è nella forma:

f(x) = acos(x)+bsin(x)

calcoliamo la quantità √(a^2+b^2) che nel nostro caso diventa:

√(a^2+b^2) = √((√(3))^2+(-1)^2) = √(4) = 2

Moltiplichiamo e dividiamo per due la funzione:

f(x) = 2((√(3))/(2)cos(x)-(1)/(2)sin(x))

Determiniamo l'angolo φ tale che:

 cos(φ) = -(1)/(2) ; sin(φ) = (√(3))/(2)

da cui

φ = (2)/(3)π

La funzione si esprime quindi come:

f(x) = 2sin(x+(2)/(3)π)

Ora noi sappiamo che:

sin(x+(π)/(2)) = cos(x)

quindi:

 f(x) = 2sin(x+(2)/(3)π-(π)/(2)+(π)/(2)) = 2cos(x+(π)/(6))

Ok, allora possiamo continuare: la funzione

g(x) = f(-x) = 2cos(-x+(π)/(6))

il cui grafico è:

senocoseno_2012 11 01

Il grafico della funzione f(x) è invece:

senocoseno2_2012 11 01

li puoi ottenere tramite lo studio di funzione.

Già dal grafico è chiaro che le due funzioni sono l'una la traslata dell'altra. In particolare, fissiamo un x ad esempio x = 0, e determiniamo k tale che:

f(0) = f(k) ⇔ k = (π)/(3)

Dunque:

f(x-(π)/(3)) = f(-x) = g(x) ∀ x∈ R
Ringraziano: Omega, LittleMar, drago95
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Os