Cotangente

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Grafico della funzione y=cot(x)
La cotangente di un angolo acuto corrisponde al rapporto fra il cateto ad esso adiacente e quello opposto

In matematica, in particolare in trigonometria, la cotangente di un angolo è definita come la proiezione sull'asse x {\displaystyle x} del punto di incontro tra il prolungamento del secondo lato dell'angolo orientato e la retta che tange la circonferenza goniometrica nel punto ( 0 ; 1 ) {\displaystyle (0;1)} . Spesso si usa definirla anche tramite il rapporto tra il coseno ed il seno dello stesso angolo[1]:

cot x = cos x sin x {\displaystyle \cot x={\frac {\cos x}{\sin x}}} ,

oppure ricordando che la cotangente è il reciproco della tangente: cot x = 1 tan x . {\displaystyle \cot x={\frac {1}{\tan x}}.}

In un triangolo rettangolo, la cotangente di un angolo acuto corrisponde al rapporto fra il cateto ad esso adiacente e quello opposto. Ne segue appunto che la cotangente è il reciproco della tangente.

La cotangente è una funzione continua nel dominio ed è periodica con periodo minimo π {\displaystyle \pi } , cioè cot x = cot ( x + k π ) , k Z {\displaystyle \cot x=\cot(x+k\pi ),k\in \mathbb {Z} } . Non è una funzione limitata, né invertibile. Tuttavia se si restringe il dominio all'intervallo ( 0 , π ) {\displaystyle (0,\pi )} la funzione cotangente ristretta risulta invertibile in quanto strettamente monotona (in particolare strettamente decrescente) in tale intervallo.

La sua derivata è d d x cot x = 1 sin 2 x = ( 1 + cot 2 x ) {\displaystyle {\frac {d}{dx}}\cot x=-{\frac {1}{\sin ^{2}x}}=-(1+\cot ^{2}x)} [2], mentre la sua funzione primitiva è: cot x d x = ln | sen x | + c . {\displaystyle \int \cot {x}\,\mathrm {d} x=\ln {\left|\operatorname {sen} {x}\right|+c}.}

La funzione inversa della cotangente ristretta all'intervallo ( 0 , π ) {\displaystyle (0,\pi )} prende il nome di arcocotangente.

Lo sviluppo di Taylor della funzione cotangente (qui arrestato al quinto ordine) è: cot x = 1 x x 3 x 3 45 2 x 5 945 + o ( x 6 ) . {\displaystyle \cot x={\frac {1}{x}}-{\frac {x}{3}}-{\frac {x^{3}}{45}}-{\frac {2x^{5}}{945}}+o(x^{6}).} Inoltre la cotangente, essendo il reciproco della tangente che è una funzione dispari, è ancora una funzione dispari, e ciò comporta che:

cot ( x ) = cot x . {\displaystyle \cot(-x)=-\cot {x}.}

La seguente tabella elenca i principali valori notevoli della funzione cotangente:

x in radianti 0 π 12 {\displaystyle {\frac {\pi }{12}}} π 6 {\displaystyle {\frac {\pi }{6}}} π 4 {\displaystyle {\frac {\pi }{4}}} π 3 {\displaystyle {\frac {\pi }{3}}} 5 π 12 {\displaystyle {\frac {5\pi }{12}}} π 2 {\displaystyle {\frac {\pi }{2}}} π {\displaystyle \pi } 3 π 2 {\displaystyle {\frac {3\pi }{2}}} 2 π {\displaystyle 2\pi }
x in gradi 15° 30° 45° 60° 75° 90° 180° 270° 360°
cot(x) {\displaystyle \nexists } 2 + 3 {\displaystyle 2+{\sqrt {3}}} 3 {\displaystyle {\sqrt {3}}} 1 3 3 {\displaystyle {\frac {\sqrt {3}}{3}}} 2 3 {\displaystyle 2-{\sqrt {3}}} 0 {\displaystyle \nexists } 0 {\displaystyle \nexists }

Note

  1. ^ Paolo Baroncini, Roberto Manfredi, Ilaria Fragni, Lineamenti.Math Blu-Volume 4, Ghisetti e Corvi, 2012, ISBN 978-88-538-0432-7. p.182
  2. ^ Massimo Bergamini, Anna Trifone, Graziella Barozzi, Corso Base Blu di Matematica-Volume 5, Zanichelli, 2009, ISBN 978-88-08-03933-0. p.V18

Bibliografia

  • Paolo Baroncini, Roberto Manfredi, Ilaria Fragni, Lineamenti.Math Blu-Volume 4, Ghisetti e Corvi, 2012, ISBN 978-88-538-0432-7.
  • Massimo Bergamini, Anna Trifone, Graziella Barozzi, Corso Base Blu di Matematica-Volume 5, Zanichelli, 2009, ISBN 978-88-08-03933-0.

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