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3sin^2x-2sinx-1>=0

3sin^2x-2sinx-1>=0 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
     2                       
3*sin (x) - 2*sin(x) - 1 >= 0
$$\left(3 \sin^{2}{\left(x \right)} - 2 \sin{\left(x \right)}\right) - 1 \geq 0$$
3*sin(x)^2 - 2*sin(x) - 1 >= 0
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\left(3 \sin^{2}{\left(x \right)} - 2 \sin{\left(x \right)}\right) - 1 \geq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(3 \sin^{2}{\left(x \right)} - 2 \sin{\left(x \right)}\right) - 1 = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\left(3 \sin^{2}{\left(x \right)} - 2 \sin{\left(x \right)}\right) - 1 = 0$$
cambiamos
$$3 \sin^{2}{\left(x \right)} - 2 \sin{\left(x \right)} - 1 = 0$$
$$\left(3 \sin^{2}{\left(x \right)} - 2 \sin{\left(x \right)}\right) - 1 = 0$$
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
$$a = 3$$
$$b = -2$$
$$c = -1$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(-2)^2 - 4 * (3) * (-1) = 16

Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
w1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)

w2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)

o
$$w_{1} = 1$$
$$w_{2} = - \frac{1}{3}$$
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:
$$x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)}$$
$$x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(1 \right)}$$
$$x_{1} = 2 \pi n + \frac{\pi}{2}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(- \frac{1}{3} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
$$x_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)} + \pi$$
$$x_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(1 \right)} + \pi$$
$$x_{3} = 2 \pi n + \frac{\pi}{2}$$
$$x_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)} + \pi$$
$$x_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(- \frac{1}{3} \right)} + \pi$$
$$x_{4} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} + \pi$$
$$x_{1} = \frac{\pi}{2}$$
$$x_{2} = \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} + \pi$$
$$x_{3} = - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
$$x_{1} = \frac{\pi}{2}$$
$$x_{2} = \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} + \pi$$
$$x_{3} = - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
Las raíces dadas
$$x_{3} = - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
$$x_{1} = \frac{\pi}{2}$$
$$x_{2} = \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} + \pi$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{3}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{3} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} - \frac{1}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(3 \sin^{2}{\left(x \right)} - 2 \sin{\left(x \right)}\right) - 1 \geq 0$$
$$-1 + \left(3 \sin^{2}{\left(- \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} - \frac{1}{10} \right)} - 2 \sin{\left(- \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} - \frac{1}{10} \right)}\right) \geq 0$$
                                    2                       
-1 + 2*sin(1/10 + asin(1/3)) + 3*sin (1/10 + asin(1/3)) >= 0
     

significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \leq - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
 _____           _____          
      \         /     \    
-------•-------•-------•-------
       x3      x1      x2

Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x \leq - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
$$x \geq \frac{\pi}{2} \wedge x \leq \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} + \pi$$
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida 2 [src]
                 /  ___\        /  ___\        
 pi              |\/ 2 |        |\/ 2 |        
{--} U [pi + atan|-----|, - atan|-----| + 2*pi]
 2               \  4  /        \  4  /        
$$x\ in\ \left\{\frac{\pi}{2}\right\} \cup \left[\operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2}}{4} \right)} + \pi, - \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2}}{4} \right)} + 2 \pi\right]$$
x in Union(FiniteSet(pi/2), Interval(atan(sqrt(2)/4) + pi, -atan(sqrt(2)/4) + 2*pi))
Respuesta rápida [src]
  /   /           /  ___\                  /  ___\     \        \
  |   |           |\/ 2 |                  |\/ 2 |     |      pi|
Or|And|x <= - atan|-----| + 2*pi, pi + atan|-----| <= x|, x = --|
  \   \           \  4  /                  \  4  /     /      2 /
$$\left(x \leq - \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2}}{4} \right)} + 2 \pi \wedge \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2}}{4} \right)} + \pi \leq x\right) \vee x = \frac{\pi}{2}$$
(x = pi/2))∨((pi + atan(sqrt(2)/4) <= x)∧(x <= -atan(sqrt(2)/4) + 2*pi)
Gráfico
3sin^2x-2sinx-1>=0 desigualdades