Seção 6.4 Funções Trigonométricas Inversas
Subseção 6.4.1 Função Arco-Seno
Definição 6.4.1.
A função seno, isto é, \(f:\mathbb{R}\rightarrow \mathbb{R}\) tal que \(f(x)=sen(x)\) é evidentemente não injetiva, por exemplo, \(f(0)=f(2\pi)=0\text{.}\) Observe o gráfico da função seno abaixo.
Observação 6.4.4.
- O domínio de \(g^{-1}\) é \([-1,1]\)
- A imagem de \(g^{-1}\) é \(\left[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right]\)
- \(arcsen(x)=y \Leftrightarrow sen(y)=x\) e \(-\frac{\pi}{2}\leq y \leq \frac{\pi}{2}\)
- \(\displaystyle sen(arcsen(x))=x,\quad \forall~x\in [-1,1]\)
- \(\displaystyle arcsen(sen(x))=x,\quad \forall~x\in \left[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right]\)
Gráfico da função arco-seno
Subseção 6.4.2 Função Arco-Cosseno
Definição 6.4.6.
A função cosseno, isto é, \(f:\mathbb{R}\rightarrow \mathbb{R}\) tal que \(f(x)=\cos(x)\) não injetiva. Porém, se considerarmos a função cosseno restrita ao intervalo \([0,\pi]\text{,}\) isto é, \(g:[0, \pi]\rightarrow \mathbb{R}\) tal que \(g(x)=\cos{(x)}\text{,}\) notamos que \(g\) é uma função injetiva. Observe o gráfico de \(g\) na figura abaixo:
Observação 6.4.8.
- O domínio de \(g^{-1}\) é \([-1,1]\)
- A imagem de \(g^{-1}\) é \(\left[0,\pi\right]\)
- \(arccos(x)=y \Leftrightarrow \cos(y)=x\) e \(0\leq y\leq \pi\)
- \(\displaystyle \cos(arccos(x))=x,\quad \forall~x\in [-1,1]\)
- \(\displaystyle arccos(\cos(x))=x,\quad \forall~x\in \left[0, \pi\right]\)
Gráfico da função arco-cosseno
Subseção 6.4.3 Função Arco-Tangente
Definição 6.4.10.
A função tangente, isto é, \(f:\mathbb{R}\rightarrow \mathbb{R}\) tal que \(f(x)=\tan(x)\) não injetiva. Porém, se considerarmos a função tangente restrita ao intervalo \(\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2} \right)\text{,}\) isto é, \(g:\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2} \right)\rightarrow \mathbb{R}\) tal que \(g(x)=\tan{(x)}\text{,}\) notamos que \(g\) é uma função injetiva. Observe o gráfico de \(g\) na figura abaixo:
Observação 6.4.12.
- O domínio de \(g^{-1}\) é \(\mathbb{R}\)
- A imagem de \(g^{-1}\) é \(\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2} \right)\)
- \(arctan(x)=y \Leftrightarrow \tan(y)=x\) e \(-\frac{\pi}{2}\leq y\leq \frac{\pi}{2}\)
- \(\displaystyle \tan(arctan(x))=x,\quad \forall~x\in \mathbb{R}\)
- \(\displaystyle arctan(\tan(x))=x,\quad \forall~x\in \left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2} \right)\)
Gráfico da função arco-tangente
Subseção 6.4.4 Função Arco-Cotangente
Definição 6.4.14.
Se restringirmos o domínio da função cotangente ao intervalo \((0,\pi)\text{,}\) isto é, \(g:(0,\pi)\rightarrow \mathbb{R}\) tal que \(g(x)=cotg(x)\text{,}\) então \(g\) é uma função injetiva. Sendo assim, \(g\) admit uma inversa, \(g^{-1}\text{,}\) denominada arco-cotangente e denotada por
Observação 6.4.15.
- O domínio de \(g^{-1}\) é \(\mathbb{R}\)
- A imagem de \(g^{-1}\) é \((0,\pi)\)
- \(arccotg(x)=y \Leftrightarrow \cot(y)=x\) e \(0\lt y\lt \pi\)
- \(\displaystyle \cot(arccotg(x))=x,\quad \forall~x\in \mathbb{R}\)
- \(\displaystyle arccotg(\cot(x))=x,\quad \forall~x\in (0,\pi)\)
Subseção 6.4.5 Funções Arco-Secante e Arco-Cossecante
Definimos o arco-secante como segue:
Definimos o arco-cossecante como segue: