Sr Examen

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cos(x)^2=3 la ecuación

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Solución numérica:

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Solución

Ha introducido [src]
   2       
cos (x) = 3
$$\cos^{2}{\left(x \right)} = 3$$
Solución detallada
Tenemos la ecuación
$$\cos^{2}{\left(x \right)} = 3$$
cambiamos
$$\cos^{2}{\left(x \right)} - 3 = 0$$
$$\cos^{2}{\left(x \right)} - 3 = 0$$
Sustituimos
$$w = \cos{\left(x \right)}$$
Es la ecuación de la forma
a*w^2 + b*w + c = 0

La ecuación cuadrática puede ser resuelta
con la ayuda del discriminante.
Las raíces de la ecuación cuadrática:
$$w_{1} = \frac{\sqrt{D} - b}{2 a}$$
$$w_{2} = \frac{- \sqrt{D} - b}{2 a}$$
donde D = b^2 - 4*a*c es el discriminante.
Como
$$a = 1$$
$$b = 0$$
$$c = -3$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(0)^2 - 4 * (1) * (-3) = 12

Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
w1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)

w2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)

o
$$w_{1} = \sqrt{3}$$
$$w_{2} = - \sqrt{3}$$
hacemos cambio inverso
$$\cos{\left(x \right)} = w$$
Tenemos la ecuación
$$\cos{\left(x \right)} = w$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
$$x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w \right)}$$
$$x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w \right)} - \pi$$
O
$$x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w \right)}$$
$$x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w \right)} - \pi$$
, donde n es cualquier número entero
sustituimos w:
$$x_{1} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w_{1} \right)}$$
$$x_{1} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}$$
$$x_{1} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}$$
$$x_{2} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w_{2} \right)}$$
$$x_{2} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}$$
$$x_{2} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}$$
$$x_{3} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w_{1} \right)} - \pi$$
$$x_{3} = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}$$
$$x_{3} = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}$$
$$x_{4} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w_{2} \right)} - \pi$$
$$x_{4} = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}$$
$$x_{4} = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}$$
Gráfica
Suma y producto de raíces [src]
suma
    /    /   ___\\              /    /   ___\\              /    /  ___\\       /    /   ___\\     /    /   ___\\       /    /  ___\\     /    /  ___\\
- re\acos\-\/ 3 // + 2*pi - I*im\acos\-\/ 3 // + 2*pi - I*im\acos\\/ 3 // + I*im\acos\-\/ 3 // + re\acos\-\/ 3 // + I*im\acos\\/ 3 // + re\acos\\/ 3 //
$$\left(\left(\operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)}\right) + \left(\left(2 \pi - i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)}\right) + \left(- \operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)} + 2 \pi - i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)}\right)\right)\right) + \left(\operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)}\right)$$
=
         /    /  ___\\
4*pi + re\acos\\/ 3 //
$$\operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)} + 4 \pi$$
producto
/    /    /   ___\\              /    /   ___\\\ /           /    /  ___\\\ /    /    /   ___\\     /    /   ___\\\ /    /    /  ___\\     /    /  ___\\\
\- re\acos\-\/ 3 // + 2*pi - I*im\acos\-\/ 3 ///*\2*pi - I*im\acos\\/ 3 ///*\I*im\acos\-\/ 3 // + re\acos\-\/ 3 ///*\I*im\acos\\/ 3 // + re\acos\\/ 3 ///
$$\left(2 \pi - i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)}\right) \left(- \operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)} + 2 \pi - i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)}\right) \left(\operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)}\right) \left(\operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)}\right)$$
=
 /           /    /  ___\\\ /    /    /  ___\\     /    /  ___\\\ /    /    /   ___\\     /    /   ___\\\ /            /    /   ___\\     /    /   ___\\\
-\2*pi - I*im\acos\\/ 3 ///*\I*im\acos\\/ 3 // + re\acos\\/ 3 ///*\I*im\acos\-\/ 3 // + re\acos\-\/ 3 ///*\-2*pi + I*im\acos\-\/ 3 // + re\acos\-\/ 3 ///
$$- \left(2 \pi - i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)}\right) \left(\operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)}\right) \left(\operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)}\right) \left(- 2 \pi + \operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)}\right)$$
-(2*pi - i*im(acos(sqrt(3))))*(i*im(acos(sqrt(3))) + re(acos(sqrt(3))))*(i*im(acos(-sqrt(3))) + re(acos(-sqrt(3))))*(-2*pi + i*im(acos(-sqrt(3))) + re(acos(-sqrt(3))))
Respuesta rápida [src]
         /    /   ___\\              /    /   ___\\
x1 = - re\acos\-\/ 3 // + 2*pi - I*im\acos\-\/ 3 //
$$x_{1} = - \operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)} + 2 \pi - i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)}$$
                /    /  ___\\
x2 = 2*pi - I*im\acos\\/ 3 //
$$x_{2} = 2 \pi - i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)}$$
         /    /   ___\\     /    /   ___\\
x3 = I*im\acos\-\/ 3 // + re\acos\-\/ 3 //
$$x_{3} = \operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(- \sqrt{3} \right)}\right)}$$
         /    /  ___\\     /    /  ___\\
x4 = I*im\acos\\/ 3 // + re\acos\\/ 3 //
$$x_{4} = \operatorname{re}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\operatorname{acos}{\left(\sqrt{3} \right)}\right)}$$
x4 = re(acos(sqrt(3))) + i*im(acos(sqrt(3)))
Respuesta numérica [src]
x1 = 3.14159265358979 + 1.14621583478059*i
x2 = 6.28318530717959 - 1.14621583478059*i
x3 = 3.14159265358979 - 1.14621583478059*i
x4 = 1.14621583478059*i
x4 = 1.14621583478059*i