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[Risolto] Esercizio di trigonometria

  

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È data l'ellisse di equazione $\frac{x^2}{4}+y^2=1$. Sia $P(2 \cos \theta, \sin \theta)$, con $\theta \in\left(0, \frac{\pi}{2}\right)$, un generico punto appartenente all'arco di tale ellisse del primo quadrante. Condotta la tangente $t$ all'ellisse in $P$, esprimi in funzione di $\theta$ l'area del triangolo che la retta $t$ forma con gli assi cartesiani. In seguito:
a. traccia il grafico della funzione ottenuta, evidenziando in particolare il tratto relativo al problema;
b. deduci in corrispondenza di quale punto l'area è minima.
$$
\left[A(\theta)=\frac{2}{\sin 2 \theta} ; \text { b. } P\left(\sqrt{2}, \frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right]
$$

IMG 2848

Ciao, mi potreste aiutare con questo esercizio di trigonometria? Grazie.

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A) Verificare che i dati non presentino incongruenze.
* P(2*cos(θ), sin(θ)) ≡ (x = 2*cos(θ)) & (y = sin(θ)) →
→ x^2/4 + y^2 = (2*cos(θ))^2/4 + sin^2(θ) = 1
Verificato: P ∈ Γ ≡ x^2/4 + y^2 = 1 ≡ x^2 + 4*y^2 - 4 = 0.
------------------------------
B) La retta t, tangente Γ in P, è la polare di P rispetto a Γ; con la restrizione 0 < θ < π/2
* p ≡ (x*2*cos(θ) + 4*y*sin(θ) - 4 = 0) & (0 < θ < π/2) ≡
≡ (x/(2/cos(θ)) + y/(1/sin(θ)) = 1) & (0 < θ < π/2)
Le intersezioni di p con gli assi coordinati sono X(2/cos(θ), 0) e Y(0, 1/sin(θ)) e l'area A del triangolo OXY, semiprodotto dei cateti, è
* A(θ) = (2/cos(θ))*(1/sin(θ))/2 = 1/(sin(θ)*cos(θ)) = 2/sin(2*θ)
------------------------------
C) Quesito b
Se esiste un minimo di A(θ) esso corrisponde alla soluzione del sistema
* (A'(θ) = 0) & (A''(θ) > 0) & (0 < θ < π/2) ≡
≡ (- 4*ctg(2*θ)*csc(2*θ) = 0) & (8*(cot^2(2*θ) + csc^2(2*θ))*csc(2*θ) > 0) & (0 < θ < π/2) ≡
≡ (- 4*ctg(2*θ)*csc(2*θ) = 0) & (0 < θ < π/2) & (8*(cot^2(2*θ) + csc^2(2*θ))*csc(2*θ) > 0) ≡
≡ (θ = π/4) & (8*(cot^2(2*π/4) + csc^2(2*π/4))*csc(2*π/4) > 0) ≡
≡ (θ = π/4) & (8*(0 + 1)*1 > 0) ≡
≡ θ = π/4
da cui
* P(2*cos(π/4), sin(π/4)) = (2*1/√2, 1/√2) = (√2, 1/√2)
------------------------------
D) Quesito a
http://www.wolframalpha.com/input?i=%5Bx*y%3D0%2Cy%3D2%2Fsin%282*x%29%5Dx%3D0to+%CF%80%2F2

 



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Vado rapidamente

Parto da

2x/4 + 2y m = 0

x/4 = - y m

m = - xo/(4 yo) formula di sdoppiamento

y - sin @ = - 2 cos @/(4 sin @) * ( x - 2 cos @ )

y = sin @ - (cos @)/2sin @) x + cos^2(@)/ sin @

y = - 1/2 cos @/ sin @ + (sin^2(@) + cos^2(@))/ sin @

y = - 1/2 cos @/ sin @ * x + 1/ sin @

se x = 0, y = 1/sin @

se y = 0 , - cos(@)/2 * x = - 1 => x = 2/cos @

St = 1/2 * 1/ sin @ * 2/ cos @ = 1/( sin @ cos @ ) = 2 / sin(2@)

Qui 2@ va da 0 a pi e il grafico é

https://www.desmos.com/calculator/szoutgbwus

L'area, elementarmente, é minima se il suo reciproco sin 2@ é massimo

ovvero 1 : sin 2@ = 1 => 2 @ = pi/2 => @ = pi/4

e il punto corrispondente ha quindi coordinate

xP = 2 cos pi/4 = rad(2)

yP = sin pi/4 = rad(2)/2

Nota - il problema é molto complicato se non ti sai muovere per vie abbreviate.

 

 



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