126

Calcule $\operatorname{sen} 15^\circ$, $\cos 15^\circ$ e $\operatorname{tg} 15^\circ$.

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$\operatorname{sen} 15^\circ = \operatorname{sen}\dfrac{\pi}{12} = \dfrac{\ell_{12}}{2}$. Calculemos $\ell_{12}$: seja $Q$ um vértice do hexágono regular inscrito e $P$ o ponto médio do arco de um lado do hexágono, de modo que $PQ = \ell_{12}$. O raio $OP$ corta o lado do hexágono no seu ponto médio $R$, perpendicularmente.

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No triângulo $PQR$, retângulo em $R$:

$$PQ = \ell_{12} \qquad QR = \frac{\ell_6}{2} = \frac{1}{2} \qquad RP = OP - OR = 1 - \frac{\sqrt{3}}{2}$$

(pois $OR$ é a altura do triângulo equilátero de lado 1). Então

$$\ell_{12}^2 = \left(\frac{1}{2}\right)^2 + \left(1 - \frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 = \frac{1}{4} + 1 - \sqrt{3} + \frac{3}{4} = 2 - \sqrt{3}$$$$\operatorname{sen}\frac{\pi}{12} = \frac{\ell_{12}}{2} = \frac{\sqrt{2 - \sqrt{3}}}{2} \qquad \cos\frac{\pi}{12} = \sqrt{1 - \frac{2 - \sqrt{3}}{4}} = \frac{\sqrt{2 + \sqrt{3}}}{2} \qquad \operatorname{tg}\frac{\pi}{12} = \frac{\sqrt{2 - \sqrt{3}}}{\sqrt{2 + \sqrt{3}}}.$$

Observação: no capítulo VI veremos que esses valores também se escrevem $\operatorname{sen} 15^\circ = \dfrac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}$, $\cos 15^\circ = \dfrac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}$ e $\operatorname{tg} 15^\circ = 2 - \sqrt{3}$.

127

Calcule $\operatorname{sen}\dfrac{\pi}{8}$, $\cos\dfrac{\pi}{8}$ e $\operatorname{tg}\dfrac{\pi}{8}$.

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$\operatorname{sen}\dfrac{\pi}{8} = \dfrac{\sqrt{2 - \sqrt{2}}}{2}$, $\cos\dfrac{\pi}{8} = \dfrac{\sqrt{2 + \sqrt{2}}}{2}$, $\operatorname{tg}\dfrac{\pi}{8} = \dfrac{\sqrt{2 - \sqrt{2}}}{\sqrt{2 + \sqrt{2}}}$

128

Determine os elementos do conjunto $A = \left\{x = \operatorname{tg}\dfrac{k\pi}{3} \;\middle|\; k \in \mathbb{Z}\right\}$.

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Dando valores a $k$:

$k$ $0$ $1$ $2$ $3$ $4$ $5$ $6$
$x$ $\operatorname{tg} 0 = 0$ $\operatorname{tg}\frac{\pi}{3} = \sqrt{3}$ $\operatorname{tg}\frac{2\pi}{3} = -\sqrt{3}$ $\operatorname{tg}\pi = 0$ $\operatorname{tg}\frac{4\pi}{3} = \sqrt{3}$ $\operatorname{tg}\frac{5\pi}{3} = -\sqrt{3}$ $\operatorname{tg} 2\pi = 0$ (repetição)

Então $A = \{-\sqrt{3}, 0, \sqrt{3}\}$.

129

Determine $A \cap B$ sabendo que $A = \left\{x = \operatorname{sen}\dfrac{k\pi}{6} \;\middle|\; k \in \mathbb{Z}\right\}$ e $B = \left\{x = \cos\dfrac{k\pi}{4} \;\middle|\; k \in \mathbb{Z}\right\}$.

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$A \cap B = \{-1, 0, 1\}$

130

(MAPOFEI-74) Calcule todas as funções trigonométricas de um arco de $930^\circ$.

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$\operatorname{sen} 930^\circ = -\dfrac{1}{2}$, $\cos 930^\circ = -\dfrac{\sqrt{3}}{2}$, $\operatorname{tg} 930^\circ = \dfrac{\sqrt{3}}{3}$, $\operatorname{cotg} 930^\circ = \sqrt{3}$, $\sec 930^\circ = -\dfrac{2\sqrt{3}}{3}$, $\operatorname{cossec} 930^\circ = -2$