Se da la desigualdad:
2 ( sin ( x ) − cos ( x ) ) ≤ 3 \sqrt{2} \left(\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}\right) \leq \sqrt{3} 2 ( sin ( x ) − cos ( x ) ) ≤ 3 Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
2 ( sin ( x ) − cos ( x ) ) = 3 \sqrt{2} \left(\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}\right) = \sqrt{3} 2 ( sin ( x ) − cos ( x ) ) = 3 Resolvemos:
x 1 = 2 atan ( 1 − 2 − 3 + 2 ) x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 - \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} x 1 = 2 atan ( − 3 + 2 1 − 2 ) x 2 = − 2 atan ( 1 + 2 − 3 + 2 ) x_{2} = - 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 + \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} x 2 = − 2 atan ( − 3 + 2 1 + 2 ) x 1 = 2 atan ( 1 − 2 − 3 + 2 ) x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 - \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} x 1 = 2 atan ( − 3 + 2 1 − 2 ) x 2 = − 2 atan ( 1 + 2 − 3 + 2 ) x_{2} = - 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 + \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} x 2 = − 2 atan ( − 3 + 2 1 + 2 ) Las raíces dadas
x 1 = 2 atan ( 1 − 2 − 3 + 2 ) x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 - \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} x 1 = 2 atan ( − 3 + 2 1 − 2 ) x 2 = − 2 atan ( 1 + 2 − 3 + 2 ) x_{2} = - 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 + \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} x 2 = − 2 atan ( − 3 + 2 1 + 2 ) 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 x_{0} \leq x_{1} x 0 ≤ x 1 Consideremos, por ejemplo, el punto
x 0 = x 1 − 1 10 x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10} x 0 = x 1 − 10 1 =
− 1 10 + 2 atan ( 1 − 2 − 3 + 2 ) - \frac{1}{10} + 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 - \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} − 10 1 + 2 atan ( − 3 + 2 1 − 2 ) =
− 1 10 + 2 atan ( 1 − 2 − 3 + 2 ) - \frac{1}{10} + 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 - \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} − 10 1 + 2 atan ( − 3 + 2 1 − 2 ) lo sustituimos en la expresión
2 ( sin ( x ) − cos ( x ) ) ≤ 3 \sqrt{2} \left(\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}\right) \leq \sqrt{3} 2 ( sin ( x ) − cos ( x ) ) ≤ 3 2 ( − cos ( − 1 10 + 2 atan ( 1 − 2 − 3 + 2 ) ) + sin ( − 1 10 + 2 atan ( 1 − 2 − 3 + 2 ) ) ) ≤ 3 \sqrt{2} \left(- \cos{\left(- \frac{1}{10} + 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 - \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} \right)} + \sin{\left(- \frac{1}{10} + 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 - \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} \right)}\right) \leq \sqrt{3} 2 ( − cos ( − 10 1 + 2 atan ( − 3 + 2 1 − 2 ) ) + sin ( − 10 1 + 2 atan ( − 3 + 2 1 − 2 ) ) ) ≤ 3 / / / ___ \\ / / ___ \\\
___ | |1 | 1 - \/ 2 || |1 | 1 - \/ 2 ||| ___
\/ 2 *|- cos|-- - 2*atan|-------------|| - sin|-- - 2*atan|-------------||| <= \/ 3
| |10 | ___ ___|| |10 | ___ ___|||
\ \ \\/ 2 - \/ 3 // \ \\/ 2 - \/ 3 /// significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
x ≤ 2 atan ( 1 − 2 − 3 + 2 ) x \leq 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 - \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} x ≤ 2 atan ( − 3 + 2 1 − 2 ) _____ _____
\ /
-------•-------•-------
x1 x2 Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
x ≤ 2 atan ( 1 − 2 − 3 + 2 ) x \leq 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 - \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} x ≤ 2 atan ( − 3 + 2 1 − 2 ) x ≥ − 2 atan ( 1 + 2 − 3 + 2 ) x \geq - 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1 + \sqrt{2}}{- \sqrt{3} + \sqrt{2}} \right)} x ≥ − 2 atan ( − 3 + 2 1 + 2 )