Se da la desigualdad:
3 sin ( x ) − cos ( x ) < 0 \sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} - \cos{\left(x \right)} < 0 3 sin ( x ) − cos ( x ) < 0 Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
3 sin ( x ) − cos ( x ) = 0 \sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} - \cos{\left(x \right)} = 0 3 sin ( x ) − cos ( x ) = 0 Resolvemos:
x 1 = − 2 atan ( − 3 2 + 13 2 + 6 3 − 13 2 ) x_{1} = - 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} + \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 - \sqrt{13}}}{2} \right)} x 1 = − 2 atan ( − 2 3 + 2 13 + 2 6 3 − 13 ) x 2 = 2 atan ( − 13 2 + 3 2 + 6 3 − 13 2 ) x_{2} = 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{13}}{2} + \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 - \sqrt{13}}}{2} \right)} x 2 = 2 atan ( − 2 13 + 2 3 + 2 6 3 − 13 ) x 3 = 2 atan ( − 6 3 + 13 2 + 3 2 + 13 2 ) x_{3} = 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 + \sqrt{13}}}{2} + \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} \right)} x 3 = 2 atan ( − 2 6 3 + 13 + 2 3 + 2 13 ) Descartamos las soluciones complejas:
x 1 = 2 atan ( − 6 3 + 13 2 + 3 2 + 13 2 ) x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 + \sqrt{13}}}{2} + \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} \right)} x 1 = 2 atan ( − 2 6 3 + 13 + 2 3 + 2 13 ) Las raíces dadas
x 1 = 2 atan ( − 6 3 + 13 2 + 3 2 + 13 2 ) x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 + \sqrt{13}}}{2} + \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} \right)} x 1 = 2 atan ( − 2 6 3 + 13 + 2 3 + 2 13 ) 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} < 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 ( − 6 3 + 13 2 + 3 2 + 13 2 ) - \frac{1}{10} + 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 + \sqrt{13}}}{2} + \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} \right)} − 10 1 + 2 atan ( − 2 6 3 + 13 + 2 3 + 2 13 ) =
− 1 10 + 2 atan ( − 6 3 + 13 2 + 3 2 + 13 2 ) - \frac{1}{10} + 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 + \sqrt{13}}}{2} + \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} \right)} − 10 1 + 2 atan ( − 2 6 3 + 13 + 2 3 + 2 13 ) lo sustituimos en la expresión
3 sin ( x ) − cos ( x ) < 0 \sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} - \cos{\left(x \right)} < 0 3 sin ( x ) − cos ( x ) < 0 − cos ( − 1 10 + 2 atan ( − 6 3 + 13 2 + 3 2 + 13 2 ) ) + 3 sin ( − 1 10 + 2 atan ( − 6 3 + 13 2 + 3 2 + 13 2 ) ) < 0 - \cos{\left(- \frac{1}{10} + 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 + \sqrt{13}}}{2} + \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} \right)} \right)} + \sqrt{3 \sin{\left(- \frac{1}{10} + 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 + \sqrt{13}}}{2} + \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} \right)} \right)}} < 0 − cos ( − 10 1 + 2 atan ( − 2 6 3 + 13 + 2 3 + 2 13 ) ) + 3 sin ( − 10 1 + 2 atan ( − 2 6 3 + 13 + 2 3 + 2 13 ) ) < 0 _______________________________________________________
/ / ____________\\ / / / ____________\\
| | ____ ___ / ____ || / | | ____ ___ / ____ ||
|1 |3 \/ 13 \/ 6 *\/ 3 + \/ 13 || ___ / |1 |3 \/ 13 \/ 6 *\/ 3 + \/ 13 || < 0
- cos|-- - 2*atan|- + ------ - ---------------------|| + \/ 3 * / -sin|-- - 2*atan|- + ------ - ---------------------||
\10 \2 2 2 // \/ \10 \2 2 2 //
significa que la solución de la desigualdad será con:
x < 2 atan ( − 6 3 + 13 2 + 3 2 + 13 2 ) x < 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 + \sqrt{13}}}{2} + \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} \right)} x < 2 atan ( − 2 6 3 + 13 + 2 3 + 2 13 ) _____
\
-------ο-------
x1