How to model periodic things.
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@ -1453,6 +1453,50 @@ sobre a hipotenusa, que é $\sqrt{x^2 + 1}$. Conclua então que
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%% adivinha o que queremos.
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%% adivinha o que queremos.
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%% \end{remark*}
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%% \end{remark*}
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\subsection{Sobre funções periódicas}
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Todas as funções periódicas podem ser expressas com respeito a uma
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única função periódica. Isso significa que só existe uma função
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periódica que seja realmente primitiva, que pode ser $\sin$ ou
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$\cos$. Por exemplo, um engenheiro nos contrata pra fazer um modelo
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pra ele que represente a produção de uma máquina. Ele nos conta que
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modelou ele próprio a produção da máquina com a função $12t - t^2$
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usando a assunção de que o ponto $t = 0$ representa as 6h da manhã e
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que o ponto $t = 12$ representa as 18h. Um dos problemas que ele
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afirma exitir é que seu fenômeno é na verdade cíclico e que seu modelo
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não o é. Por exemplo, ele nos pediu que 6h fosse equivalente às 18h. O
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pico de produção da máquina ocorre ao meio-dia, que no modelo ele é no
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ponto $t = 6$. ``Ajuste'' o modelo desse engenheiro. A palavra
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``ajuste'' é questionável porque o que precisamos fazer é na verdade
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substituí-lo completamente por um novo. Como o fenômeno é periódico,
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então estamos falando de uma modelá-lo como uma função como $\sen
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t$. O seno é zero quando $t = 0$ e queremos que ele seja zero quando
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$t = 6$. Então deslocamos o gráfico 6 unidades pra direita, ou seja,
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$\sin(t - 6)$. Suponha que o pico da produção seja 35 de alguma
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unidade de produção; então esticamos o modelo verticalmente fazendo
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$35 \sin(t - 6)$. Mas lembre-se que o pico ocorre ao meio-dia, então
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precisamos distribuir o ciclo do seno por 24h pra que o pico possa
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ocorrer ao meio-dia e o vale ocorra à meia-noite. O ciclo do seno
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termina depois de $2\pi$ unidades. O que devemos fazer pra espalhar o
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gráfico por um intervalo bem maior que são 24 unidades? Espalhar é o
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mesmo que distribuir nesse caso. Por exemplo, se temos 70 garrafas pra
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distribuir entre 7 pedreiros, o que queremos fazer é espalhar as
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garrafas entre os pedreiros, ou seja, distribuí-las entre eles. Sendo
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assim, vamos pegar o intervalo de $2\pi$ e alastrá-lo entre 24
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intervalos de uma unidade, ou seja, vamos dividir $2\pi$ por
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24\footnote{É interessante a gente olhar a aritmética por diversas
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perspectivas das palavras. Que palavras representam cada fenômeno
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aritmético?}. Com isso o modelo se torna $35 \sin(\fr{2\pi}{24} (t -
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6))$ e isso encerra o projeto.
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Na verdade, facilitei sua vida quando falei que o pico tinha altura
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35. Na verdade não tem. Lembra que o modelo do engenheiro era $12t -
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t^2$. O pico é na verdade o vértice da parábola. Qual é o vértice? A
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parábola é simétrica, portanto o vértice localiza-se no ponto médio
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entre suas duas raízes, que são 0 e 12. Logo, o vértice é $(6,
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12\cdot6 - 36) = (6, 6\times [12 - 6]) = (6, 36)$. Portanto, o modelo
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pro engenheiro é de fato $36 \sin(\fr{2\pi}{24} (t - 6))$.
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\subsection{Identidades trigonométricas}\label{sec:trig-identities}
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\subsection{Identidades trigonométricas}\label{sec:trig-identities}
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Há uma série de identidades trigonométricas.
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Há uma série de identidades trigonométricas.
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@ -1658,7 +1702,7 @@ precisamos entender de uma vez por todas.
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Quando o tempo passa, estamos sempre falando de um intervalo. Então a
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Quando o tempo passa, estamos sempre falando de um intervalo. Então a
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gente computa dois pontos da função distância e vê de onde pra onde
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gente computa dois pontos da função distância e vê de onde pra onde
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ela foi. Por exemplo, se a velocidade cai de 100 km/h pra 90 km/h
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ela foi. Por exemplo, se a velocidade cai de 100 km/h pra 90 km/h
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durante o intervalo $t_1--t_2$$, então a distância percorrida tem que
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durante o intervalo $(t_1,t_2)$, então a distância percorrida tem que
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ir de $d(t_1)$ pra $d(t_2)$, ou seja, ela vai de $-1/2 t_1^2$ pra
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ir de $d(t_1)$ pra $d(t_2)$, ou seja, ela vai de $-1/2 t_1^2$ pra
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$-1/2 t_2^2$. Assim a conexão que devemos fazer tem que respeitar os
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$-1/2 t_2^2$. Assim a conexão que devemos fazer tem que respeitar os
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intervalos certos.
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intervalos certos.
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