Goniometria

simone.montanari.92
conoscete qualche sito dove poter capire come si svolgono le equazioni di goniometria?
per ora mi servono solo quelle elementari
a scuola il prof non sa spiegare e il libro, negli esempi, salta alcuni passaggi, dandoli per scontati
e ora che ci sono, sapete un sito per gli archi associati e complementari? non mi servono le formule, ma la spiegazione, cioè come si arriva alle formule
vorrei capire ciò che studio(anche perchè la matematica farà parte del mio futuro) e non vorrei essere costretto a imparare a memoria

Risposte
giammaria2
Per gli angoli associati prova a vedere quello che avevo scritto qui. Forse non è proprio quello che volevi, ma è un aiuto per non sovraccaricare la mente con troppe formule.
Per le equazioni goniometriche elementari hai provato a guardare sul web? Possono essere spiegate in modi diversi e non vorrei confonderti le idee con metodi troppo differenti da quello che hai visto a scuola; facendo la ricerca tu stesso dovresti trovare quello che ti è più chiaro.
Questa è solo una risposta provvisoria; se non ti basta chiedi ancora, magari indicando quello che hai già capito.

simone.montanari.92
quel trucco per ricordarsi gli angoli associati è geniale, in quel modo è molto più semplice ricordarli
ancora non ho avuto tempo di cercare su internet, domani mi metto alla ricerca
grazie :)

simone.montanari.92
per ora abbiamo fatto le equazioni elementari di seno e coseno e c'ha semplicemente detto che $ sinx=m $, con $ -1<= m<= +1 $ , ha due soluzioni: $ x_1 = alpha +-k360° $ e $ x_2 = 180°-alpha +-k360° $.
poi anche $ sinf(x)=m $ ha 2 soluzioni, come quelle di prima.
infine con $ sinf(x)=sing(x) $ si utilizzano gli archi associati e si hanno sempre 2 soluzioni: $ f(x)=g(x)+k360° $ e $ f(x)=180°-g(x)+k360° $

stessi procedimenti per il coseno

il tutto corredato con uno schizzo di circonferenza goniometrica

giammaria2
Parli di "uno schizzo di circonferenza goniometrica" e quindi ti spiego il metodo che usa questa circonferenza; lo faccio riferendomi all'esempio dell'equazione
$sinx=sqrt3/2$
Il seno è un segmento verticale, quindi dobbiamo prendere il punto della circonferenza che sta sopra all'asse principale (perché c'è il più), a distanza $sqrt3/2=0,87$ da esso; ricorda che per definizione il raggio vale $1$. Questo va bene in generale ma qui abbiamo il seno di un angolo speciale e possiamo subito dire che ci va bene il punto corrispondente all'angolo di 60°. A questo punto però corrispondono infiniti angoli, quindi sono soluzioni tutti gli angoli del tipo $x=60°+k*360°$.
Chiediamoci ora se ci sono altri punti a quella stessa distanza in positivo e per questo tracciamo la retta parallela all'asse principale per quel punto. Notiamo una seconda intersezione con la circonferenza nel secondo quadrante; pensando agli angoli associati, diciamo che corrisponde ad $x=180°-60°+k*360°$.

Il ragionamento non cambia in presenza del meno; l'unica diversità è che dobbiamo stare sotto all'asse principale.
Se il valore di $m$ non è il seno di un angolo speciale dobbiamo ricorrere alla calcolatrice ma possiamo dare una prima valutazione approssimata con un disegno ben fatto. Ad esempio con l'equazione $sinx=-1/3$, dividiamo il raggio verticale al di sotto in tre parti uguali e per il punto $-1/3$ tracciamo la parallela all'asse; la circonferenza viene incontrata nel terzo e quarto quadrante e, ad occhio, stimiamo che l'intersezione nel quarto corrisponda all'incirca all'angolo di $alpha=-20°$ (la calcolatrice dà $alpha=-19,47°$): la corrispondente soluzione è $x=alpha+k*360°$. L'intersezione nel terzo corrisponde a circa $180°+20°$ e poiché $+20°$ è $alpha$ cambiato di segno la soluzione corrispondente è $180°-alpha+k*360°$.

Per il coseno si ragiona in modo analogo; il coseno è però un segmento orizzontale e quindi dobbiamo tracciare le parallele all'asse secondario; dal disegno vediamo che se un angolo è soluzione, un'altra soluzione è quell'angolo cambiato di segno. Ricordando poi che ad ogni punto corrispondono gli infiniti angoli ottenuti aggiungendo un multiplo dell'angolo giro, abbiamo la regola: se $x=alpha$ è una soluzione, tutte le soluzioni sono date da $x=+-alpha+k*360°$.

Restano da esaminare ancora alcune cosette, ma prima controlla se quanto ho detto ti è chiaro, magari svolgendo qualche altro esercizio. Se ti è chiaro, è probabile che tu possa scoprire da solo quello che abbiamo finora tralasciato.

simone.montanari.92
credevo chissà quanto fosse complicato come ragionamento, e invece è quasi banale
non credo che il prof c'avrebbe messo molto a spiegarlo in questo modo
e la parte teorica l'ho capita(c'ha fatto il disegno solo per $ sinx=m $ )

gli esercizi, invece, mi vengono in parte. cioè il libro mette più risultati.
esempio
$ sin2x=(sqrt2)/2 $ ---> $ (sqrt2)/2 =45° $

$ x_1 =45/2 $
$ x_1 =45°+-k360° $
$ x_1 =1/8 pi +- k360° $

$ x_2 =180-45/2 +- k360° $
$ x_2 =315/2 +- k360° $
$ x_2 =7/8pi+-k360 $

questi sono i due risultati che mi escono, ma il libro 1) mette 4 risultati 2) la $x_2 $ che esce a me non c'è trai risultati
i risultati del libro sono:
- $ pi/8 $

- $ 3/8 pi $

- $ 9/8 pi $

- $ 11/8 pi $

:?: :?: :?:

simone.montanari.92
poi ce n'è anche un altro che ha addirittura 6 soluzioni :!: :!:
$ sin3x=-(sqrt2)/2 $ ---> $ -(sqrt2)/2 = 225° $

$ x_1=225/3=75 $ ---> $ x_1=5/12pi $

$ x_2=180-225/3 $
$ x_2=180-75 $ $ x_2=105 $ ---> $ x_2=7/12pi $

il libro oltre a questi due risultati ne aggiunge altri:
- $ 13/12 pi $

- $ 5/4 pi $

- $ 7/4 pi $

- $ 23/12 pi $

di questi ho trovato $ 5/4 pi $ ponendo solamente $ x=225 $, senza dividere per 3
gli altri non li ho trovati e non ho capito come si trovano...

chiaraotta1
Se
$sin2x=sqrt(2)/2$,
allora
$2x=pi/4+2kpi vv 2x=3/4pi+2kpi->x=pi/8+kpi vv x=3/8pi+kpi$.

Se invece
$sin3x=-sqrt(2)/2$,
allora
$3x=5pi/4+2kpi vv 3x=7/4pi+2kpi->x=5/12pi+k2/3pi vv x=7/12pi+k2/3pi$.

simone.montanari.92
-.-"

grazie mille a entrambi, e grazie a questo forum, con il quale riesco a capire tutto ciò che non capisco, purtroppo, a scuola

giammaria2
Ti svolgo l'ultimo, quello con 6 risultati; chiaraotta ti ha già indicato la soluzione del precedente, che è sulla stessa falsariga di questo. Noto che il libro dà i risultati in radianti e quindi lavoro con questi; una raccomandazione generale è stabilire fin dall'inizio se usare i gradi o i radianti e poi continuare con una sola unità di misura.
Il seno ha come argomento $3x$; inizialmente quindi penso che l'angolo sia $y=3x$ e, usando la formula a memoria oppure lavorando sul cerchio goniometrico riferito all'angolo $y$, trovo le soluzioni
$3x_1=-pi/4+2kpi" "vv" "3x_2=pi-(-pi/4)+2kpi=(5pi)/4+2kpi$
Lavoriamo ora con la prima soluzione; tralascio gli indici perché darebbero confusione. Per ricavare $x$ devo dividere tutto per 3 ed ottengo
$x=-pi/12+k*2/3pi$
Per capire bene questa soluzione debbo chiedermi quali punti del cerchio goniometrico (riferito ad $x$) siano indicati, ed uno è certamente $-pi/12$; molti autori preferiscono però non usare gli angoli negativi e quindi lo chiamano $-pi/12+2pi=23/12pi$.
Gli altri punti si ottengono sommando ripetutamente $2/3pi$ e quindi sono
$-pi/12+2/3pi=7/12pi$

$-pi/12+4/3pi=15/12pi=5/4pi$

Con una ulteriore aggiunta di $2/3pi$ ricadremmo sul punto iniziale e quindi ci fermiamo qui.

Passiamo ora alla seconda soluzione e dividiamo per 3; otteniamo
$x=5/12pi+k*2/3pi$
Sul cerchio goniometrico relativo ad $x$ avremo quindi il punto $5/12pi$ e, aggiungendo ripetutamente $2/3pi$, gli altri punti
$5/12pi+2/3pi=13/12pi$

$5/12pi+4/3pi=21/12pi=7/4pi$

Come esercizio, ti consiglio di disegnare sul cerchio goniometrico tutte le soluzioni.

simone.montanari.92
"giammaria":
Per capire bene questa soluzione debbo chiedermi quali punti del cerchio goniometrico (riferito ad $x$) siano indicati, ed uno è certamente $-pi/12$; molti autori preferiscono però non usare gli angoli negativi e quindi lo chiamano $-pi/12+2pi=23/12pi$.


ma se aggiungi 360, non torni allo stesso punto(e quindi è di nuovo negativo)?

credo che la goniometria sia la parte che odio di più di tutta la matematica fatta fino ad ora :|

giammaria2
"simo954":
ma se aggiungi 360, non torni allo stesso punto(e quindi è di nuovo negativo)?

credo che la goniometria sia la parte che odio di più di tutta la matematica fatta fino ad ora :|

Certo, torno allo stesso punto, ma indicato con un valore positivo. Vediamo come esempio il punto più in basso del cerchio goniometrico: posso dire che è il punto $-90°$ oppure $+270°$ e sono solo due modi diversi per indicarlo, con un numero più basso ma negativo o più alto ma positivo.
Mi rincresce per il tuo odio per la goniometria, che a me invece piace molto; però credo e spero che sia dovuto al fatto che ancora non la vedi nell'ottica giusta e che procedendo nell'argomento la apprezzerai anche tu.

simone.montanari.92
capito
domani provo a fare qualche altro esercizio, sperando bene :)

probabilmente in questo momento la odio perchè mi è stata spiegata male e ancora la devo assimilare bene(questa parte)
comunque me la dovrò far piacere, perchè sarà materia d'esame :cry:

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