Cómo Graficar Funciones Secante y Cosecante con Ejemplos

Esta página explica cómo bosquejar las funciones secante y cosecante de la forma \[ y = a \sec\left(k(x - d)\right) \quad \text{y} \quad y = a \csc\left(k(x - d)\right) \] Se incluyen ejemplos detallados para ilustrar sus gráficas, transformaciones y características clave paso a paso.

Parámetros de Graficación de \( y = \sec(x) \) y \( y = \csc(x) \)

Rango: \[ (-\infty , -1] \cup [1 , +\infty) \]

Período: \[ 2\pi \]

Las asíntotas verticales de \( y = \sec(x) = \frac{1}{\cos(x)} \) ocurren en los ceros de \( \cos(x) \), dados por: \[ x = \frac{\pi}{2} + k\pi,\quad k = 0, \pm1, \pm2, \dots \]

Las asíntotas verticales de \( y = \csc(x) = \frac{1}{\sin(x)} \) ocurren en los ceros de \( \sin(x) \), dados por: \[ x = k\pi,\quad k = 0, \pm1, \pm2, \dots \]

Para bosquejar las funciones secante y cosecante básicas, use las identidades: \[ y = \sec(x) = \frac{1}{\cos(x)} \quad \text{y} \quad y = \csc(x) = \frac{1}{\sin(x)} \] Estas identidades ayudan a identificar las ubicaciones de las asíntotas verticales.

Gráfica de \( y = \sec(x) = \frac{1}{\cos(x)} \)

Todos los ceros de \( \cos(x) \) (que aparecen en el denominador) son asíntotas verticales de \( \sec(x) \).

Gráfica de y = sec(x)

Gráfica de \( y = \csc(x) = \frac{1}{\sin(x)} \)

Todos los ceros de \( \sin(x) \) (que aparecen en el denominador) son asíntotas verticales de \( \csc(x) \).

Gráfica de y = csc(x)

Ejemplo 1

Bosqueja la gráfica de \( y = \sec(2x - \pi/3) \) en un período.

Solución

Parámetros de Graficación

Rango: \( (-\infty , -1] \cup [ 1, +\infty) \)

Período: \[ \frac{2\pi}{2} = \pi \]

Las asíntotas verticales están dadas al resolver la ecuación: \[ 2x - \frac{\pi}{3} = \frac{\pi}{2} + k\pi \] lo que da: \[ x = \frac{5\pi}{12} + \frac{k\pi}{2}, \quad k = 0 , \pm1, \pm2, \ldots \]

Desplazamiento Horizontal: Debido al término \( -\pi/3 \), la gráfica se desplaza horizontalmente. Primero reescribimos la función dada como: \[ y = \sec\left[2\left(x - \frac{\pi}{6}\right)\right] \] Ahora podemos identificar el desplazamiento horizontal como \( \frac{\pi}{6} \) a la derecha.

Bosquejamos \( y = \sec(2x - \pi/3) \) trasladando la gráfica de \( y = \sec(2x) \) por \( \pi/6 \) a la derecha (gráfica roja abajo), de modo que el período bosquejado comience en \( \pi/6 \) y termine en \( \pi/6 + \pi = 7\pi/6 \), que es un período completo igual a \( \pi \).

Gráfica de y = sec(2x - pi/3)

Ejemplo 2

Bosqueja la gráfica de \[ y = -3 \csc\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{2}\right) \] en un período.

Solución

Parámetros de Graficación

Rango: \[ (-\infty , -3] \cup [ 3, +\infty) \]

Período: \[ \frac{2\pi}{|k|} = \frac{2\pi}{\frac{1}{2}} = 4\pi \]

Las asíntotas verticales están dadas al resolver: \[ \frac{x}{2} + \frac{\pi}{2} = k\pi \] Resolviendo para \(x\), obtenemos: \[ x = (2k - 1)\pi, \quad k = 0, \pm 1, \pm 2, \ldots \]

Desplazamiento Horizontal: Debido al término \(\frac{\pi}{2}\), la gráfica se desplaza horizontalmente. Reescribiendo la función: \[ y = -3 \csc\left(\frac{1}{2}(x + \pi)\right) \] Esto muestra un desplazamiento horizontal de \(\pi\) unidades a la izquierda.

Bosquejamos \[ y = -3 \csc\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{2}\right) \] trasladando la gráfica de \[ y = -3 \csc\left(\frac{x}{2}\right) \] a la izquierda por \(\pi\), de modo que el período bosquejado comience en \(-\pi\) y termine en \(\pi + 4\pi = 3\pi\), lo que corresponde a un período completo.

Gráfica de y = -3 csc(x/2 + π/2)

Más Referencias y Enlaces