Riepilogo
Questa lezione apre l’unità di trigonometria analitica, con una valutazione d’ingresso che misura il punto di partenza; l’unità converte le funzioni trigonometriche, studiate nell’unità che precede come funzioni di un angolo, in un calcolo algebrico con regole proprie: identità che valgono per ogni angolo, formule che esprimono i rapporti di una somma mediante quelli dei suoi addendi, trasformazioni di somme in prodotti, equazioni e disequazioni, e il loro uso per misurare angoli tra rette e per riconoscere le coniche i cui assi sono obliqui. Presenta le sei lezioni dell’unità nel loro ordine logico, ripercorre la storia di queste idee dalle tavole delle corde dell’astronomia greca fino alla formulazione analitica di Eulero, enuncia il problema che diede loro origine, quello di calcolare la corda di un arco qualsiasi a partire da poche corde note, e lo risolve in un esempio con gli strumenti che l’unità dimostrerà. Termina indicando dove queste idee ricompaiono nel resto del corso, in altri corsi del sito e nella scienza e nella tecnica.
Obiettivi di apprendimento
- Descrivere il contenuto di ciascuna lezione dell’unità e spiegare come ciascuna poggi su quelle che la precedono.
- Collocare nel loro contesto storico le tavole delle corde, il passaggio dalla corda al seno e la formulazione analitica delle funzioni trigonometriche.
- Formulare il problema di calcolare una corda a partire da altre corde note e riconoscere nella sua soluzione le formule della differenza e di bisezione.
- Identificare applicazioni della trigonometria analitica nell’analisi, nella meccanica, nella programmazione e nell’algebra lineare.
Valutazione d’ingresso
Prima di percorrere l’unità conviene misurare il punto di partenza. Questa autovalutazione non dà voti: serve a sapere dove soffermarsi. Le prime nove domande toccano le sei lezioni dell’unità, due per ciascuna delle lezioni sulle identità, sulle formule di addizione e sottrazione e sulle equazioni, che sorreggono le altre, e una per ciascuna delle altre tre; la decima è un problema di modellizzazione, che chiede di impostare con la formula di duplicazione una situazione concreta. Le stesse abilità si misurano di nuovo alla fine, nella lezione di sintesi, con altri dati. Le ultime tre verificano ciò che l’unità dà per noto dell’unità che precede e del corso I: i valori della circonferenza goniometrica, le funzioni inverse e il prodotto scalare.
Prima di iniziare l’unità, misura il tuo punto di partenza. È un’autovalutazione breve: non riceve voto e il risultato resta solo nel tuo browser.
Domanda 1Quale delle uguaglianze seguenti è un’identità nel suo dominio comune?
La radice quadrata di è , non : in il primo membro vale e il secondo . Un solo controesempio basta a confutare un’identità.È verificata in e in , ma non in , dove il primo membro vale . Nessuna quantità finita di verifiche favorevoli dimostra un’identità.Il quoziente è stato capovolto: , che in vale e non .Con un denominatore comune, , valida in ogni punto in cui , che è il dominio comune dei due membri.Ripassare: Identità trigonometriche fondamentali
Domanda 2Se e è nel secondo quadrante, calcolare .
Risposta corretta:
Per l’identità pitagorica, , sicché ; nel secondo quadrante il coseno è negativo, e . Chi ottiene ha dimenticato il segno che il quadrante fissa, e chi ottiene ha calcolato il seno, , e gli ha dato il segno del coseno.Ripassare: Identità trigonometriche fondamentali
Domanda 3Calcolare , scrivendo .
È la somma delle tangenti. La tangente non si distribuisce sulla somma degli angoli: bisogna dividere per .Il segno del denominatore è invertito: si è usato invece di . L’angolo è nel secondo quadrante e la sua tangente è negativa.È la tangente di : si è applicata la formula della differenza invece di quella della somma.Per la formula della tangente della somma, , e razionalizzando risulta . È negativa, come si conviene a un angolo del secondo quadrante.Ripassare: Formule di addizione e sottrazione, duplicazione e bisezione
Domanda 4Se e , calcolare .
Risposta corretta:
Nel secondo quadrante il coseno è negativo, e per l’identità pitagorica ; per la formula di duplicazione, . Chi ottiene ha preso il coseno positivo, e chi ottiene ha raddoppiato il seno, il che è impossibile perché supera .Ripassare: Formule di addizione e sottrazione, duplicazione e bisezione
Domanda 5Calcolare il valore massimo di .
Risposta corretta:
Per la forma armonica, , con ; il suo insieme immagine è , e il massimo di è . Chi ottiene ha sommato i massimi dei due termini, che non si raggiungono nello stesso punto, e chi ottiene ha dimenticato la costante.Ripassare: Formule di prostaferesi e la forma armonica
Domanda 6Quante soluzioni ha l’equazione in ?
Risposta corretta:
Il trinomio si scompone come . L’equazione ha due soluzioni nel giro, e , e una sola, , perché . Chi ottiene ha contato due volte la soluzione di .Ripassare: Equazioni e disequazioni trigonometriche
Domanda 7Risolvendo con l’elevamento al quadrato si ottengono i candidati . Quali sono le soluzioni in ?
Elevare al quadrato non è un’equivalenza: i candidati contengono le soluzioni, ma anche quelle di . Bisogna verificarli.Sono le soluzioni di . In il primo membro dell’equazione originaria, , vale .Sono le soluzioni estranee, cioè quelle di ; si sono scartate quelle vere.Elevando al quadrato si aggiungono le soluzioni di , sicché ogni candidato va verificato nell’equazione originaria: in e in il primo membro vale , e in e in vale .Ripassare: Equazioni e disequazioni trigonometriche
Domanda 8Che angolo formano le rette e ?
È il supplementare dell’angolo tra le rette. L’angolo tra due rette non supera , e per questo la formula contiene un valore assoluto.Manca la divisione per : la differenza dei coefficienti angolari non è la tangente della differenza delle inclinazioni.Che i coefficienti angolari abbiano segni opposti non basta per la perpendicolarità: occorre , e qui .Per il teorema dell’angolo tra due rette, , e l’angolo tra due rette sta in .Ripassare: L’angolo tra due rette e applicazioni della trigonometria
Domanda 9Che cosa rappresenta l’equazione ?
I coefficienti di e di sono positivi, ma il termine in cambia la natura della conica: decide il segno di , che qui è positivo.Avere non basta: una circonferenza richiede inoltre . Qui .Le parabole hanno discriminante nullo; qui .Il discriminante è , e l’equazione è di tipo iperbolico; la rotazione di la porta in , che è un’iperbole e non due rette.Ripassare: Rotazione degli assi e l’equazione generale di secondo grado
Domanda 10Da un tronco a sezione trasversale circolare di centimetri di diametro si vuole ricavare una trave a sezione trasversale rettangolare, con i quattro vertici della sezione trasversale sulla circonferenza del tronco. Se è l’angolo che una diagonale del rettangolo forma con uno dei suoi lati, qual è la massima area possibile della sezione trasversale, in centimetri quadrati?
Risposta corretta:
Le diagonali di un rettangolo inscritto in una circonferenza sono diametri, sicché i lati misurano e , e per la formula di duplicazione l’area è . Poiché , con l’uguaglianza per , il massimo è , quello della sezione trasversale quadrata. Chi ottiene ha dimenticato il fattore di , e chi ottiene ha preso come diagonale il raggio.Ripassare: Formule di addizione e sottrazione, duplicazione e bisezione
Domanda 11Dalle unità precedentiQuali sono le coordinate del punto della circonferenza goniometrica?
È : si è percorso l’arco in senso antiorario. Un angolo negativo si percorre in senso orario.Sono i valori di , l’angolo di riferimento, senza il segno del quadrante: il punto è nel secondo quadrante, dove l’ascissa è negativa.Si sono scambiati il seno e il coseno: è il punto .L’angolo è coterminale con , del secondo quadrante, il cui coseno è e il cui seno è .Ripassare: Rapporti trigonometrici e circonferenza goniometrica
Domanda 12Dalle unità precedentiCalcolare .
L’arcocoseno non disfa il coseno fuori di : il suo valore sta sempre in quell’intervallo, e non vi sta.Ha il coseno corretto, ma non sta in , l’insieme immagine dell’arcocoseno; è il valore principale dell’arcoseno o dell’arcotangente che può essere negativo.È l’angolo di riferimento, il cui coseno è e non .Il coseno di è , e l’arcocoseno restituisce l’unico angolo di con quel coseno, che è .Ripassare: Le funzioni trigonometriche inverse
Domanda 13Dalle unità precedentiCalcolare il coseno dell’angolo che formano i vettori e .
Risposta corretta:
Il prodotto scalare è e ogni vettore ha norma ; il coseno è . Chi ottiene ha dimenticato di dividere per le norme, e chi ottiene ha diviso per una sola.Ripassare: Vettori nel piano ed equazioni parametriche della retta
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