Sr Examen

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cos(4x)
En la desigualdad la incógnita

Solución

             ___
           \/ 3 
cos(4*x) < -----
             2  
$$\cos{\left(4 x \right)} < \frac{\sqrt{3}}{2}$$
cos(4*x) < sqrt(3)/2
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\cos{\left(4 x \right)} < \frac{\sqrt{3}}{2}$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\cos{\left(4 x \right)} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\cos{\left(4 x \right)} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
$$4 x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(\frac{\sqrt{3}}{2} \right)}$$
$$4 x = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(\frac{\sqrt{3}}{2} \right)}$$
O
$$4 x = \pi n + \frac{\pi}{6}$$
$$4 x = \pi n - \frac{5 \pi}{6}$$
, donde n es cualquier número entero
Dividamos ambos miembros de la ecuación obtenida en
$$4$$
$$x_{1} = \frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{24}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{4} - \frac{5 \pi}{24}$$
$$x_{1} = \frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{24}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{4} - \frac{5 \pi}{24}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = \frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{24}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{4} - \frac{5 \pi}{24}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} < x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(\frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{24}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{\pi n}{4} - \frac{1}{10} + \frac{\pi}{24}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\cos{\left(4 x \right)} < \frac{\sqrt{3}}{2}$$
$$\cos{\left(4 \left(\frac{\pi n}{4} - \frac{1}{10} + \frac{\pi}{24}\right) \right)} < \frac{\sqrt{3}}{2}$$
                         ___
   /  2   pi       \   \/ 3 
cos|- - + -- + pi*n| < -----
   \  5   6        /     2  
                       

significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x < \frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{24}$$
 _____           _____          
      \         /
-------ο-------ο-------
       x1      x2

Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x < \frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{24}$$
$$x > \frac{\pi n}{4} - \frac{5 \pi}{24}$$
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida [src]
   /             /   _____________\      /   _____________\    \
   |             |  /         ___ |      |  /         ___ |    |
   |    pi   atan\\/  7 - 4*\/ 3  /  atan\\/  7 - 4*\/ 3  /    |
And|x < -- - ----------------------, ---------------------- < x|
   \    2              2                       2               /
$$x < - \frac{\operatorname{atan}{\left(\sqrt{7 - 4 \sqrt{3}} \right)}}{2} + \frac{\pi}{2} \wedge \frac{\operatorname{atan}{\left(\sqrt{7 - 4 \sqrt{3}} \right)}}{2} < x$$
(atan(sqrt(7 - 4*sqrt(3)))/2 < x)∧(x < pi/2 - atan(sqrt(7 - 4*sqrt(3)))/2)
Respuesta rápida 2 [src]
     /   _____________\           /   _____________\ 
     |  /         ___ |           |  /         ___ | 
 atan\\/  7 - 4*\/ 3  /  pi   atan\\/  7 - 4*\/ 3  / 
(----------------------, -- - ----------------------)
           2             2              2            
$$x\ in\ \left(\frac{\operatorname{atan}{\left(\sqrt{7 - 4 \sqrt{3}} \right)}}{2}, - \frac{\operatorname{atan}{\left(\sqrt{7 - 4 \sqrt{3}} \right)}}{2} + \frac{\pi}{2}\right)$$
x in Interval.open(atan(sqrt(7 - 4*sqrt(3)))/2, -atan(sqrt(7 - 4*sqrt(3)))/2 + pi/2)