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NM 3.7Trigonometría analítica

Las funciones circulares sen𝐱, 𝐜𝐨𝐬𝐱 y 𝐭𝐚𝐧𝐱: amplitud, periodo, desfase. Transformaciones de las gráficas de las funciones trigonométricas.

Las funciones seno y coseno

Las funciones f(x)=senx y f(x)=cosx son periódicas, de periodo 2π, y su gráfica oscila entre −1 y 1. La forma general:

f(x)=asen(b(x−c))+d

permite describir transformaciones de la gráfica básica: |a| es la amplitud (la mitad de la distancia entre el valor máximo y el mínimo), 2π|b| es el periodo, c produce un desfase horizontal y d un desplazamiento vertical del eje de oscilación.

La función tangente

La función f(x)=tanx tiene periodo π y presenta asíntotas verticales en los valores de x donde cosx=0, es decir, en x=π2+kπ, k∈ℤ.

Figura 51. Gráfica de y=asen[b(x−c)]+d: amplitud, periodo y eje de la función.

Actividad resuelta

Indica la amplitud, el periodo y el desplazamiento vertical de 𝐟(𝐱)=𝟑sen(𝟐𝐱)+𝟏, y esboza su gráfica.

Amplitud: |a|=3. Periodo: 2π|b|=2π2=π. Desplazamiento vertical: d=1, por lo que la gráfica oscila entre 1−3=−2 y 1+3=4, repitiéndose cada π unidades.

✎ Problemas para practicar en clase

Ejercicios básicos para afianzar la teoría de este ítem. Resuélvelos en tu cuaderno.

1. Indica la amplitud, el periodo y el desplazamiento vertical de:

a) f(x)=3sen2x+1

b) g(x)=−2cosx2

c) h(x)=4sen(x−π3)−2

Ver solución

a) Amplitud 3, periodo π, desplazamiento vertical +1

b) Amplitud 2, periodo 4π, desplazamiento vertical 0 (y reflexión respecto del eje X)

c) Amplitud 4, periodo 2π, desplazamiento vertical −2 y desplazamiento horizontal π/3 a la derecha

2. Escribe una función de la forma y=asen(bx)+d con amplitud 2, periodo π y eje de simetría y=1.

Ver solución

Periodo π ⇒ b = 2π/π = 2 ; por ejemplo, y = 2 sen(2x) + 1

3. Esboza una gráfica de y=2cos(x) en [0,2π] y, a partir de ella, de y=2cos(x)−1.

Ver solución

y = 2 cos x: máximo 2 en x = 0, cero en π/2, mínimo −2 en π, cero en 3π/2 y máximo 2 en 2π. y = 2 cos x − 1: la misma gráfica desplazada 1 unidad hacia abajo (oscila entre −3 y 1)

4. La función y=tanx tiene periodo π. Indica sus asíntotas verticales en [0,2π] y esboza su gráfica.

Ver solución

Asíntotas verticales: x = π/2 y x = 3π/2. Pasa por (0, 0), (π, 0) y (2π, 0)

5. La altura del agua en un puerto varía según h(t)=4+2sen(πt6) (t en horas). Halla la altura máxima, la mínima y el periodo.

Ver solución

Máxima 6 m ; mínima 2 m ; periodo 2π/(π/6) = 12 horas