Sr Examen

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2(sinx)^2-sqrt3sinx=0 la ecuación

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Solución numérica:

Buscar la solución numérica en el intervalo [, ]

Solución

Ha introducido [src]
     2        __________    
2*sin (x) - \/ 3*sin(x)  = 0
3sin(x)+2sin2(x)=0- \sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + 2 \sin^{2}{\left(x \right)} = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación
3sin(x)+2sin2(x)=0- \sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + 2 \sin^{2}{\left(x \right)} = 0
cambiamos
3sin(x)+2sin2(x)=0- \sqrt{3} \sqrt{\sin{\left(x \right)}} + 2 \sin^{2}{\left(x \right)} = 0
3sin(x)+2sin2(x)=0- \sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + 2 \sin^{2}{\left(x \right)} = 0
Sustituimos
w=sin(x)w = \sin{\left(x \right)}
Tenemos la ecuación
3w+2w2=0- \sqrt{3} \sqrt{w} + 2 w^{2} = 0
Evidentemente:
w0 = 0

luego,
cambiamos
w32=32w^{\frac{3}{2}} = \frac{\sqrt{3}}{2}
Ya que la potencia en la ecuación es igual a = 3/2 - no contiene número par en el numerador, entonces
la ecuación tendrá una raíz real.
Elevemos las dos partes de la ecuación a la potencia 2/3:
Obtenemos:
(w32)23=(32)23\left(w^{\frac{3}{2}}\right)^{\frac{2}{3}} = \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^{\frac{2}{3}}
o
w=632w = \frac{\sqrt[3]{6}}{2}
Abrimos los paréntesis en el miembro derecho de la ecuación
w = 6^1/3/2

Obtenemos la respuesta: w = 6^(1/3)/2

Las demás 2 raíces son complejas.
hacemos el cambio:
z=wz = w
entonces la ecuación será así:
z32=32z^{\frac{3}{2}} = \frac{\sqrt{3}}{2}
Cualquier número complejo se puede presentar que:
z=reipz = r e^{i p}
sustituimos en la ecuación
(reip)32=32\left(r e^{i p}\right)^{\frac{3}{2}} = \frac{\sqrt{3}}{2}
donde
r=632r = \frac{\sqrt[3]{6}}{2}
- módulo del número complejo
Sustituyamos r:
e3ip2=1e^{\frac{3 i p}{2}} = 1
Usando la fórmula de Euler hallemos las raíces para p
isin(3p2)+cos(3p2)=1i \sin{\left(\frac{3 p}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{3 p}{2} \right)} = 1
es decir
cos(3p2)=1\cos{\left(\frac{3 p}{2} \right)} = 1
y
sin(3p2)=0\sin{\left(\frac{3 p}{2} \right)} = 0
entonces
p=4πN3p = \frac{4 \pi N}{3}
donde N=0,1,2,3,...
Seleccionando los valores de N y sustituyendo p en la fórmula para z
Es decir, la solución será para z:
z1=632z_{1} = \frac{\sqrt[3]{6}}{2}
z2=(223364623i4)2z_{2} = \left(- \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[6]{3}}{4} - \frac{6^{\frac{2}{3}} i}{4}\right)^{2}
z3=(223364+623i4)2z_{3} = \left(- \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[6]{3}}{4} + \frac{6^{\frac{2}{3}} i}{4}\right)^{2}
hacemos cambio inverso
z=wz = w
w=zw = z

Entonces la respuesta definitiva es:
w0 = 0

w1=632w_{1} = \frac{\sqrt[3]{6}}{2}
w2=(223364623i4)2w_{2} = \left(- \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[6]{3}}{4} - \frac{6^{\frac{2}{3}} i}{4}\right)^{2}
w3=(223364+623i4)2w_{3} = \left(- \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[6]{3}}{4} + \frac{6^{\frac{2}{3}} i}{4}\right)^{2}
hacemos cambio inverso
sin(x)=w\sin{\left(x \right)} = w
Tenemos la ecuación
sin(x)=w\sin{\left(x \right)} = w
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
x=2πn+asin(w)x = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w \right)}
x=2πnasin(w)+πx = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w \right)} + \pi
O
x=2πn+asin(w)x = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w \right)}
x=2πnasin(w)+πx = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w \right)} + \pi
, donde n es cualquier número entero
sustituimos w:
x1=2πn+asin(w1)x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)}
x1=2πn+asin(632)x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{\sqrt[3]{6}}{2} \right)}
x1=2πn+asin(632)x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{\sqrt[3]{6}}{2} \right)}
x2=2πnasin(w1)+πx_{2} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)} + \pi
x2=2πnasin(632)+πx_{2} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(\frac{\sqrt[3]{6}}{2} \right)} + \pi
x2=2πnasin(632)+πx_{2} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(\frac{\sqrt[3]{6}}{2} \right)} + \pi
Gráfica
0-80-60-40-2020406080-1001001-1
Respuesta rápida [src]
x1 = 0
x1=0x_{1} = 0
         /3 ___\
         |\/ 6 |
x2 = asin|-----|
         \  2  /
x2=asin(632)x_{2} = \operatorname{asin}{\left(\frac{\sqrt[3]{6}}{2} \right)}
x2 = asin(6^(1/3)/2)
Suma y producto de raíces [src]
suma
    /3 ___\
    |\/ 6 |
asin|-----|
    \  2  /
asin(632)\operatorname{asin}{\left(\frac{\sqrt[3]{6}}{2} \right)}
=
    /3 ___\
    |\/ 6 |
asin|-----|
    \  2  /
asin(632)\operatorname{asin}{\left(\frac{\sqrt[3]{6}}{2} \right)}
producto
      /3 ___\
      |\/ 6 |
0*asin|-----|
      \  2  /
0asin(632)0 \operatorname{asin}{\left(\frac{\sqrt[3]{6}}{2} \right)}
=
0
00
0
Respuesta numérica [src]
x1 = -11.4265458698891
x2 = -35.6973439339578
x3 = 96.2495475168135
x4 = -99.3911401704033
x5 = 83.6831769024543
x6 = 39.7008797521972
x7 = 52.2672503665564
x8 = -17.7097311770687
x9 = 70.2548631234455
x10 = -85.9628263913945
x11 = 2.0017679091197
x12 = 26.2725659731884
x13 = -79.6796410842149
x14 = -61.6920283273258
x15 = 76.5380484306251
x16 = -92.2460116985741
x17 = -23.9929164842482
x18 = -74.2583989416849
x19 = -4.28141739805989
x20 = -29.4141586267782
x21 = 45.9840650593768
x22 = 89.9663622096339
x23 = 8.28495321629928
x24 = -41.9805292411374
x25 = 19.9893806660089
x26 = -48.263714548317
x27 = 63.971677816266
x28 = -55.4088430201462
x29 = 0.0
x30 = -5.14336056270949
x31 = 32.555751280368
x32 = -67.9752136345054
x32 = -67.9752136345054