Se da la desigualdad:
$$\sin^{2}{\left(x \right)} + 4 \cos^{2}{\left(x \right)} > 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\sin^{2}{\left(x \right)} + 4 \cos^{2}{\left(x \right)} = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\sin^{2}{\left(x \right)} + 4 \cos^{2}{\left(x \right)} = 0$$
cambiamos
$$4 - 3 \sin^{2}{\left(x \right)} = 0$$
$$4 - 3 \sin^{2}{\left(x \right)} = 0$$
Sustituimos
$$w = \sin{\left(x \right)}$$
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
$$a = -3$$
$$b = 0$$
$$c = 4$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(0)^2 - 4 * (-3) * (4) = 48
Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
w1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
w2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$w_{1} = - \frac{2 \sqrt{3}}{3}$$
$$w_{2} = \frac{2 \sqrt{3}}{3}$$
hacemos cambio inverso
$$\sin{\left(x \right)} = w$$
Tenemos la ecuación
$$\sin{\left(x \right)} = w$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
$$x = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w \right)}$$
$$x = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w \right)} + \pi$$
O
$$x = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w \right)}$$
$$x = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w \right)} + \pi$$
, donde n es cualquier número entero
sustituimos w:
$$x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)}$$
$$x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(- \frac{2 \sqrt{3}}{3} \right)}$$
$$x_{1} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(\frac{2 \sqrt{3}}{3} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{2 \sqrt{3}}{3} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{2 \sqrt{3}}{3} \right)}$$
$$x_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)} + \pi$$
$$x_{3} = 2 \pi n + \pi - \operatorname{asin}{\left(- \frac{2 \sqrt{3}}{3} \right)}$$
$$x_{3} = 2 \pi n + \pi + \operatorname{asin}{\left(\frac{2 \sqrt{3}}{3} \right)}$$
$$x_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)} + \pi$$
$$x_{4} = 2 \pi n + \pi - \operatorname{asin}{\left(\frac{2 \sqrt{3}}{3} \right)}$$
$$x_{4} = 2 \pi n + \pi - \operatorname{asin}{\left(\frac{2 \sqrt{3}}{3} \right)}$$
$$x_{1} = - i \operatorname{atanh}{\left(2 \right)}$$
$$x_{2} = i \operatorname{atanh}{\left(2 \right)}$$
Descartamos las soluciones complejas:
Esta ecuación no tiene soluciones,
significa que esta desigualdad se cumple siempre o no se cumple nunca
comprobemos
sustituimos con un punto arbitrario, por ejemplo
x0 = 0
$$\sin^{2}{\left(0 \right)} + 4 \cos^{2}{\left(0 \right)} > 0$$
4 > 0
signo desigualdades se cumple cuando