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cos(x/3-1)>=sqrt(2)/2 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
                ___
   /x    \    \/ 2 
cos|- - 1| >= -----
   \3    /      2  
$$\cos{\left(\frac{x}{3} - 1 \right)} \geq \frac{\sqrt{2}}{2}$$
cos(x/3 - 1) >= sqrt(2)/2
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\cos{\left(\frac{x}{3} - 1 \right)} \geq \frac{\sqrt{2}}{2}$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\cos{\left(\frac{x}{3} - 1 \right)} = \frac{\sqrt{2}}{2}$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\cos{\left(\frac{x}{3} - 1 \right)} = \frac{\sqrt{2}}{2}$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
$$\frac{x}{3} - 1 = \pi n + \operatorname{acos}{\left(\frac{\sqrt{2}}{2} \right)}$$
$$\frac{x}{3} - 1 = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(\frac{\sqrt{2}}{2} \right)}$$
O
$$\frac{x}{3} - 1 = \pi n + \frac{\pi}{4}$$
$$\frac{x}{3} - 1 = \pi n - \frac{3 \pi}{4}$$
, donde n es cualquier número entero
Transportemos
$$-1$$
al miembro derecho de la ecuación
con el signo opuesto, en total:
$$\frac{x}{3} = \pi n + \frac{\pi}{4} + 1$$
$$\frac{x}{3} = \pi n - \frac{3 \pi}{4} + 1$$
Dividamos ambos miembros de la ecuación obtenida en
$$\frac{1}{3}$$
$$x_{1} = 3 \pi n + \frac{3 \pi}{4} + 3$$
$$x_{2} = 3 \pi n - \frac{9 \pi}{4} + 3$$
$$x_{1} = 3 \pi n + \frac{3 \pi}{4} + 3$$
$$x_{2} = 3 \pi n - \frac{9 \pi}{4} + 3$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = 3 \pi n + \frac{3 \pi}{4} + 3$$
$$x_{2} = 3 \pi n - \frac{9 \pi}{4} + 3$$
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
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(3 \pi n + \frac{3 \pi}{4} + 3\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$3 \pi n + \frac{3 \pi}{4} + \frac{29}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\cos{\left(\frac{x}{3} - 1 \right)} \geq \frac{\sqrt{2}}{2}$$
$$\cos{\left(\frac{3 \pi n + \frac{3 \pi}{4} + \frac{29}{10}}{3} - 1 \right)} \geq \frac{\sqrt{2}}{2}$$
                           ___
   /  1    pi       \    \/ 2 
cos|- -- + -- + pi*n| >= -----
   \  30   4        /      2  
                         

pero
                          ___
   /  1    pi       \   \/ 2 
cos|- -- + -- + pi*n| < -----
   \  30   4        /     2  
                        

Entonces
$$x \leq 3 \pi n + \frac{3 \pi}{4} + 3$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq 3 \pi n + \frac{3 \pi}{4} + 3 \wedge x \leq 3 \pi n - \frac{9 \pi}{4} + 3$$
         _____  
        /     \  
-------•-------•-------
       x1      x2
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida [src]
   /           /                                                        ___ /       2     \          \        /                                                        ___ /       2     \          \     \
   |           |                4*tan(1/2)                            \/ 2 *\1 + tan (1/2)/          |        |                4*tan(1/2)                            \/ 2 *\1 + tan (1/2)/          |     |
And|x <= 6*atan|----------------------------------------- + -----------------------------------------|, 6*atan|----------------------------------------- - -----------------------------------------| <= x|
   |           |      ___        2          ___    2              ___        2          ___    2     |        |      ___        2          ___    2              ___        2          ___    2     |     |
   \           \2 + \/ 2  - 2*tan (1/2) + \/ 2 *tan (1/2)   2 + \/ 2  - 2*tan (1/2) + \/ 2 *tan (1/2)/        \2 + \/ 2  - 2*tan (1/2) + \/ 2 *tan (1/2)   2 + \/ 2  - 2*tan (1/2) + \/ 2 *tan (1/2)/     /
$$x \leq 6 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2} \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + 1\right)}{- 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} + 2} + \frac{4 \tan{\left(\frac{1}{2} \right)}}{- 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} + 2} \right)} \wedge 6 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{2} \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + 1\right)}{- 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} + 2} + \frac{4 \tan{\left(\frac{1}{2} \right)}}{- 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} + 2} \right)} \leq x$$
(x <= 6*atan(4*tan(1/2)/(2 + sqrt(2) - 2*tan(1/2)^2 + sqrt(2)*tan(1/2)^2) + sqrt(2)*(1 + tan(1/2)^2)/(2 + sqrt(2) - 2*tan(1/2)^2 + sqrt(2)*tan(1/2)^2)))∧(6*atan(4*tan(1/2)/(2 + sqrt(2) - 2*tan(1/2)^2 + sqrt(2)*tan(1/2)^2) - sqrt(2)*(1 + tan(1/2)^2)/(2 + sqrt(2) - 2*tan(1/2)^2 + sqrt(2)*tan(1/2)^2)) <= x)
Respuesta rápida 2 [src]
       /                                                        ___ /       2     \          \        /                                                        ___ /       2     \          \ 
       |                4*tan(1/2)                            \/ 2 *\1 + tan (1/2)/          |        |                4*tan(1/2)                            \/ 2 *\1 + tan (1/2)/          | 
[6*atan|----------------------------------------- - -----------------------------------------|, 6*atan|----------------------------------------- + -----------------------------------------|]
       |      ___        2          ___    2              ___        2          ___    2     |        |      ___        2          ___    2              ___        2          ___    2     | 
       \2 + \/ 2  - 2*tan (1/2) + \/ 2 *tan (1/2)   2 + \/ 2  - 2*tan (1/2) + \/ 2 *tan (1/2)/        \2 + \/ 2  - 2*tan (1/2) + \/ 2 *tan (1/2)   2 + \/ 2  - 2*tan (1/2) + \/ 2 *tan (1/2)/ 
$$x\ in\ \left[6 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{2} \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + 1\right)}{- 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} + 2} + \frac{4 \tan{\left(\frac{1}{2} \right)}}{- 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} + 2} \right)}, 6 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2} \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + 1\right)}{- 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} + 2} + \frac{4 \tan{\left(\frac{1}{2} \right)}}{- 2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} \tan^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \sqrt{2} + 2} \right)}\right]$$
x in Interval(6*atan(-sqrt(2)*(tan(1/2)^2 + 1)/(-2*tan(1/2)^2 + sqrt(2)*tan(1/2)^2 + sqrt(2) + 2) + 4*tan(1/2)/(-2*tan(1/2)^2 + sqrt(2)*tan(1/2)^2 + sqrt(2) + 2)), 6*atan(sqrt(2)*(tan(1/2)^2 + 1)/(-2*tan(1/2)^2 + sqrt(2)*tan(1/2)^2 + sqrt(2) + 2) + 4*tan(1/2)/(-2*tan(1/2)^2 + sqrt(2)*tan(1/2)^2 + sqrt(2) + 2)))