Enunciado

Esboce a curva com a equação dada.

r 2 = cos ⁡ 4 θ

Passo 1

Olá galera. Pronto para mais uma questão? Segue a dica para resolvermos.

Primeiro podemos identificar qual curva a equação representa, a partir disso aplicar valores para θ para encontrarmos r e constuirmos o gráfico.

Vamos começar!!!

Passo 2

O que a equação representa?

Nas equações polares o r representa a distância do ponto até a origem e o θ o ângulo do ponto em relação ao eixo horizontal positivo.

Nessa equação não temos um termo constante, e não vai ser tão simples mudar para coordenadas cartesianas, e mesmo assim não seria uma equação que reconheceríamos como algo conhecido, então vamos na raça.

Mas ainda sim podemos idenficar a curva através da relação trigonométrica cos ⁡ 4 θ , essa curva é conhecida como uma rosácea de quatro pétalas.

Passo 3

Primeiramente vamos manipular a equação para isolar o r sem expoente

r 2 = cos ⁡ 4 θ

Aplicando a raiz quadrada em ambos os lados temos:

r θ = cos ⁡ 4 θ

Agora calculando os valores da função para θ igual à 0 , π 2 ,   π , 3 π 2 e 2 π

r 0 = cos ⁡ 0 = 1

r π 2 = cos ⁡ 2 π = 1

r π = cos ⁡ 4 π = 1

r 3 π 2 = cos ⁡ 6 π = 1

r 2 π = cos ⁡ 8 π = 1

Passo 4

Analisando entre esses valores, em cada quadrante o argumento do cosseno vai dar uma volta inteira, então em todos os quadrantes o comportamento será o mesmo.

- No primeiro quadrante ( 0 ° ≤ θ ≤ 90 ° ), a curva começa próxima ao eixo x positivo e se afasta gradualmente à medida que θ aumenta. O valor de r é determinado pela variação de c o s ⁡ ( 4 θ ) nesse intervalo.

- No segundo quadrante ( 90 ° < θ ≤ 18 ° ), a curva continua a se afastar do eixo x positivo, com c o s ⁡ ( 4 θ ) influenciando a distância radial r . A forma da curva reflete a mudança na função trigonométrica nesse intervalo.

- No terceiro quadrante ( 180 ° < θ ≤ 270 ° ), a curva se aproxima do eixo x negativo à medida que θ continua a aumentar. O sinal negativo de c o s ( 4 θ ) faz com que r diminua, moldando a forma da curva nesse trecho.

- No quarto quadrante ( 270 ° < θ < 360 ° ), a curva continua sua trajetória em direção ao eixo x negativo, com c o s ( 4 θ ) continuando a variar e influenciar r . A forma da curva se completa ao redor da origem, formando a rosácea de quatro pétalas.

Passo 5

Desta forma nosso gráfico vai ter essa cara:

Resposta

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