Matemática Funcoes Ensino Médio

Função cosseno (período e amplitude)

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$$y = A \cdot \cos(Bx + C) + D$$

⚡ Calculadora desta Fórmula

Preencha os valores conhecidos da questão. Ao preencher todas as variáveis menos uma, a calculadora resolve a incógnita restante automaticamente com o passo a passo.

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🎯 O que é e para que serve?

Essa fórmula descreve a função cosseno generalizada, usada para representar fenômenos periódicos como ondas, oscilações e vibrações. Os parâmetros A, B, C e D permitem ajustar a amplitude, o período, o deslocamento horizontal e o deslocamento vertical da curva — esse último útil quando a grandeza oscila em torno de um valor médio diferente de zero. É útil sempre que você precisa descrever algo que se repete de forma regular ao longo do tempo ou do espaço.

📐 Variáveis e Unidades de Medida

Confira o que significa cada símbolo da fórmula e como identificá-los nos enunciados:

Símbolo Nome Unidade Significado Como Identificar
y valor da função depende do contexto (metros, volts, etc.) é o resultado da função cosseno para um dado valor de x, representando a posição, altura ou intensidade da grandeza oscilante naquele instante. É o valor calculado, geralmente representado no eixo vertical de um gráfico.
x variável independente (tempo ou ângulo) radianos (rad) ou segundos (s), conforme o contexto representa o instante de tempo ou o ângulo em que a função cosseno é avaliada. É o valor de entrada da função, geralmente medido em radianos ou segundos, dependendo do contexto.
A amplitude depende do contexto (metros, unidades de pressão, etc.) indica o valor máximo que a função atinge a partir da posição central (o quanto a curva se afasta do eixo horizontal, pra cima ou pra baixo). Tecnicamente, a amplitude (sempre um valor não-negativo) é |A| — se A for negativo na fórmula, isso equivale a inverter a curva (mesmo efeito de somar π à fase). É o número que multiplica o cosseno, fora dos parênteses.
B coeficiente de frequência angular 1/s (se x for tempo) ou adimensional (se x já for um ângulo) controla o período da função, ou seja, a rapidez com que a oscilação se repete. Quanto maior o valor de B, mais rápido a função completa um ciclo. Relação direta: período T = 2π/|B| (quando B ≠ 0) — quanto maior |B|, menor o período. É o número que multiplica x dentro dos parênteses do cosseno.
C fase (deslocamento horizontal) radianos (rad) desloca o gráfico da função — o deslocamento horizontal de fato (em unidades de x) é -C/B, não C isoladamente; C sozinho é a fase, medida dentro do argumento da função. É o valor somado a Bx dentro dos parênteses do cosseno.
D deslocamento vertical mesma unidade de y desloca toda a curva pra cima ou pra baixo, mudando a linha em torno da qual a oscilação acontece (sem alterar amplitude, período ou fase). É o número somado fora do cosseno, no final da expressão — indica o valor médio em torno do qual y oscila.

📝 Passo a Passo de Como Resolver

1. Identifique os parâmetros A (amplitude), B (frequência angular), C (fase) e D (deslocamento vertical) da função dada. 2. Escolha o valor de x (tempo ou ângulo) em que você quer calcular a função. 3. Calcule o argumento do cosseno: multiplique B por x e some C, obtendo (Bx + C). 4. Calcule o cosseno desse argumento (em radianos) usando uma calculadora. 5. Multiplique o resultado por A e some D para obter o valor final de y.

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🔄 Variações Algébricas (Isolando Incógnitas)

Dependendo da questão, você precisará encontrar outra variável além da principal:

Isolando A
$$A = \dfrac{y - D}{\cos(Bx + C)} \quad (\cos(Bx+C) \neq 0)$$
Isolando B
$$B = \dfrac{\arccos\left(\frac{y - D}{A}\right) - C}{x} \quad \left(x \neq 0;\ \left|\frac{y-D}{A}\right| \leq 1;\ \text{solução principal via arco-cosseno; existem infinitas soluções periódicas adicionais}\right)$$
Isolando C
$$C = \arccos\left(\dfrac{y - D}{A}\right) - Bx \quad \left(\left|\frac{y-D}{A}\right| \leq 1;\ \text{solução principal via arco-cosseno; existem infinitas soluções periódicas adicionais}\right)$$
Isolando D
$$D = y - A\cos(Bx + C)$$
Isolando x
$$x = \dfrac{\arccos\left(\frac{y - D}{A}\right) - C}{B} \quad \left(B \neq 0;\ \left|\frac{y-D}{A}\right| \leq 1;\ \text{solução principal via arco-cosseno; existem infinitas soluções periódicas adicionais}\right)$$
Isolando y
$$A \cdot \cos(Bx + C) + D$$

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