Sr Examen

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cos3x>=sqrt3/2 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
              ___
            \/ 3 
cos(3*x) >= -----
              2  
$$\cos{\left(3 x \right)} \geq \frac{\sqrt{3}}{2}$$
cos(3*x) >= sqrt(3)/2
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\cos{\left(3 x \right)} \geq \frac{\sqrt{3}}{2}$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\cos{\left(3 x \right)} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\cos{\left(3 x \right)} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
$$3 x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(\frac{\sqrt{3}}{2} \right)}$$
$$3 x = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(\frac{\sqrt{3}}{2} \right)}$$
O
$$3 x = \pi n + \frac{\pi}{6}$$
$$3 x = \pi n - \frac{5 \pi}{6}$$
, donde n es cualquier número entero
Dividamos ambos miembros de la ecuación obtenida en
$$3$$
$$x_{1} = \frac{\pi n}{3} + \frac{\pi}{18}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{3} - \frac{5 \pi}{18}$$
$$x_{1} = \frac{\pi n}{3} + \frac{\pi}{18}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{3} - \frac{5 \pi}{18}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = \frac{\pi n}{3} + \frac{\pi}{18}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{3} - \frac{5 \pi}{18}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(\frac{\pi n}{3} + \frac{\pi}{18}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{\pi n}{3} - \frac{1}{10} + \frac{\pi}{18}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\cos{\left(3 x \right)} \geq \frac{\sqrt{3}}{2}$$
$$\cos{\left(3 \left(\frac{\pi n}{3} - \frac{1}{10} + \frac{\pi}{18}\right) \right)} \geq \frac{\sqrt{3}}{2}$$
                           ___
   /  3    pi       \    \/ 3 
cos|- -- + -- + pi*n| >= -----
   \  10   6        /      2  
                         

pero
                          ___
   /  3    pi       \   \/ 3 
cos|- -- + -- + pi*n| < -----
   \  10   6        /     2  
                        

Entonces
$$x \leq \frac{\pi n}{3} + \frac{\pi}{18}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq \frac{\pi n}{3} + \frac{\pi}{18} \wedge x \leq \frac{\pi n}{3} - \frac{5 \pi}{18}$$
         _____  
        /     \  
-------•-------•-------
       x1      x2
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida 2 [src]
          /   _____________\             /   _____________\              
          |  /         ___ |             |  /         ___ |              
    2*atan\\/  7 - 4*\/ 3  /       2*atan\\/  7 - 4*\/ 3  /   2*pi  2*pi 
[0, ------------------------] U [- ------------------------ + ----, ----]
               3                              3                3     3   
$$x\ in\ \left[0, \frac{2 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7 - 4 \sqrt{3}} \right)}}{3}\right] \cup \left[- \frac{2 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7 - 4 \sqrt{3}} \right)}}{3} + \frac{2 \pi}{3}, \frac{2 \pi}{3}\right]$$
x in Union(Interval(0, 2*atan(sqrt(7 - 4*sqrt(3)))/3), Interval(-2*atan(sqrt(7 - 4*sqrt(3)))/3 + 2*pi/3, 2*pi/3))
Respuesta rápida [src]
  /   /                   /   _____________\\     /                   /   _____________\            \\
  |   |                   |  /         ___ ||     |                   |  /         ___ |            ||
  |   |             2*atan\\/  7 - 4*\/ 3  /|     |     2*pi    2*atan\\/  7 - 4*\/ 3  /   2*pi     ||
Or|And|0 <= x, x <= ------------------------|, And|x <= ----, - ------------------------ + ---- <= x||
  \   \                        3            /     \      3                 3                3       //
$$\left(0 \leq x \wedge x \leq \frac{2 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7 - 4 \sqrt{3}} \right)}}{3}\right) \vee \left(x \leq \frac{2 \pi}{3} \wedge - \frac{2 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{7 - 4 \sqrt{3}} \right)}}{3} + \frac{2 \pi}{3} \leq x\right)$$
((0 <= x)∧(x <= 2*atan(sqrt(7 - 4*sqrt(3)))/3))∨((x <= 2*pi/3)∧(-2*atan(sqrt(7 - 4*sqrt(3)))/3 + 2*pi/3 <= x))