🔺 Razões Trigonométricas no Triângulo Retângulo

No estudo da trigonometria, as razões trigonométricas são fundamentais para compreender a relação entre os lados e os ângulos de um triângulo retângulo. Neste artigo, vamos explorar o conceito de seno, cosseno e tangente de um ângulo agudo, além de apresentar suas propriedades, fórmulas e demonstrações visuais.

📐 Aplicações no Cotidiano: Inclinação de Rampas

Antes de aprofundarmos nas definições matemáticas, observe o exemplo de uma rampa de acesso. Em projetos arquitetônicos, é comum utilizar triângulos retângulos para calcular a inclinação da rampa, o comprimento necessário e o ângulo formado com o chão.

📌 Imagem 1: Triângulo retângulo formado pela rampa, altura e projeção no solo.

Triângulo com rampa

Com base no triângulo \( \triangle ABC \):

  • k1 = \( \dfrac{\text{altura}}{\text{hipotenusa}} \Rightarrow sen{\alpha} \)
  • k2 = \( \dfrac{\text{projeção no solo}}{\text{hipotenusa}} \Rightarrow \cos{\alpha} \)
  • k3 = \( \dfrac{\text{altura}}{\text{projeção no solo}} \Rightarrow \tan{\alpha} \)

📌 Definições das Razões Trigonométricas

🔹 Seno (sen)

O seno de um ângulo agudo \( \alpha \) é definido como:

\( sen{\alpha} = \dfrac{\text{cateto oposto}}{\text{hipotenusa}} \)

🔹 Cosseno (cos)

O cosseno de um ângulo agudo \( \alpha \) é:

\( \cos{\alpha} = \dfrac{\text{cateto adjacente}}{\text{hipotenusa}} \)

🔹 Tangente (tg)

A tangente de um ângulo agudo \( \alpha \) é:

\( \tan{\alpha} = \dfrac{\text{cateto oposto}}{\text{cateto adjacente}} \)

📏 Relações Entre as Razões Trigonométricas

🔸 1ª Relação – Fundamental da Trigonometria

Para qualquer ângulo agudo \( \alpha \):

\( sen^2{\alpha} + \cos^2{\alpha} = 1 \)

🔸 2ª Relação – Complementares

O seno de um ângulo é igual ao cosseno do seu complementar:

\( sen{\alpha} = \cos{(90^\circ – \alpha)} \)

🔸 3ª Relação – Tangente com Seno e Cosseno

A tangente de \( \alpha \) também pode ser expressa como:

\( \tan{\alpha} = \dfrac{sen{\alpha}}{\cos{\alpha}} \)

📘 Conclusão

As razões trigonométricas são ferramentas essenciais na matemática e possuem ampla aplicação em problemas práticos, como arquitetura, física e engenharia. Dominar seno, cosseno e tangente é o primeiro passo para avançar em tópicos como funções trigonométricas, gráficos e equações.


📚 Veja também:

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Questão 1 – Inclinação de Rampas

Enunciado:

Observe a representação de duas rampas com ângulos de inclinação diferentes. É possível determinar qual das duas rampas tem maior inclinação? Explique.

Duas rampas com ângulos de inclinação

Solução:

Sim, podemos determinar qual das duas rampas tem maior inclinação calculando a razão entre a altura e o comprimento horizontal, que é equivalente à tangente do ângulo de inclinação.

Sendo \( \alpha \) e \( \beta \) os ângulos de inclinação das rampas 1 e 2, respectivamente, temos:

\[ \tan \alpha = \frac{2}{8} = \frac{1}{4} \] \[ \tan \beta = \frac{4}{12} = \frac{1}{3} \]

Agora, comparamos as duas razões:

\[ \frac{1}{4} = 0,25 < \frac{1}{3} \approx 0,33 \]

Isso significa que, para um mesmo comprimento horizontal (12 m), a rampa 1 corresponderia a uma altura de 3 m, enquanto a rampa 2 corresponde a uma altura de 4 m.

Conclusão: A rampa 2 tem maior inclinação do que a rampa 1.


📌 Recursos complementares:

Questão 2 – Medição da Altura de uma Torre

Enunciado:

Para medir a altura de uma torre, uma topógrafa se situa no ponto A, a 70 m da base da torre. Em seguida, com o teodolito, mira o ponto mais alto da torre e verifica que o ângulo de observação com a horizontal é de \(32^\circ\). Sabendo que a distância do teodolito ao chão é desprezível, calcule a altura da torre. Considere \(\tan 32^\circ = 0{,}625\).

Topógrafa medindo a altura da torre com teodolito

Solução:

Vamos representar a situação no triângulo \( \triangle ABC \), onde:

  • \(AB = 70 \, \text{m}\) é a distância da topógrafa à base da torre;
  • \(BC\) é a altura da torre que queremos determinar;
  • O ângulo em \(A\) é \(32^\circ\).

Sabemos que:

\[ \tan 32^\circ = \frac{BC}{AB} \]

Substituindo os valores fornecidos:

\[ 0{,}625 = \frac{BC}{70} \]

Multiplicando cruzado:

\[ BC = 70 \cdot 0{,}625 = 43{,}75 \, \text{m} \]

Portanto, a altura da torre é \( BC = 43{,}75 \, \text{m} \).


📌 Recursos complementares:

Questão 3 – Cálculo da Tangente

Enunciado:

Sabendo que \( \alpha \) é um ângulo agudo de um triângulo retângulo \( ABC \) e que \( \cos (90^\circ – \alpha) = \dfrac{1}{3} \), calcule o valor de \( \tan \alpha \).

Solução:

Sabemos que:

\[ sen \alpha = \cos (90^\circ – \alpha) = \frac{1}{3} \]

Pela relação fundamental da trigonometria:

\[ sen^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1 \]

Substituindo \( sen \alpha = \frac{1}{3} \):

\[ \left( \frac{1}{3} \right)^2 + \cos^2 \alpha = 1 \quad \Rightarrow \quad \frac{1}{9} + \cos^2 \alpha = 1 \quad \Rightarrow \quad \cos^2 \alpha = \frac{8}{9} \]

\[ \cos \alpha = \frac{2 \sqrt{2}}{3} \]

Agora, usando a relação \( \tan \alpha = \frac{sen \alpha}{\cos \alpha} \):

\[ \tan \alpha = \frac{\frac{1}{3}}{\frac{2 \sqrt{2}}{3}} = \frac{1}{2 \sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{4} \]

Portanto, \( \tan \alpha = \frac{\sqrt{2}}{4} \).


📌 Recursos complementares:

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