Sr Examen

sin(x)+cos(2x)>1 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
sin(x) + cos(2*x) > 1
sin(x)+cos(2x)>1\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} > 1
sin(x) + cos(2*x) > 1
Solución detallada
Se da la desigualdad:
sin(x)+cos(2x)>1\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} > 1
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
sin(x)+cos(2x)=1\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} = 1
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
sin(x)+cos(2x)=1\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} = 1
cambiamos
sin(x)+cos(2x)1=0\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} - 1 = 0
2sin2(x)+sin(x)=0- 2 \sin^{2}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} = 0
Sustituimos
w=sin(x)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:
w1=Db2aw_{1} = \frac{\sqrt{D} - b}{2 a}
w2=Db2aw_{2} = \frac{- \sqrt{D} - b}{2 a}
donde D = b^2 - 4*a*c es el discriminante.
Como
a=2a = -2
b=1b = 1
c=0c = 0
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(1)^2 - 4 * (-2) * (0) = 1

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

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

o
w1=0w_{1} = 0
w2=12w_{2} = \frac{1}{2}
hacemos cambio inverso
sin(x)=w\sin{\left(x \right)} = w
Tenemos la ecuación
sin(x)=w\sin{\left(x \right)} = w
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
x=2πn+asin(w)x = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w \right)}
x=2πnasin(w)+πx = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w \right)} + \pi
O
x=2πn+asin(w)x = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w \right)}
x=2πnasin(w)+πx = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w \right)} + \pi
, donde n es cualquier número entero
sustituimos w:
x1=2πn+asin(w1)x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)}
x1=2πn+asin(0)x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(0 \right)}
x1=2πnx_{1} = 2 \pi n
x2=2πn+asin(w2)x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)}
x2=2πn+asin(12)x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{2} \right)}
x2=2πn+π6x_{2} = 2 \pi n + \frac{\pi}{6}
x3=2πnasin(w1)+πx_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)} + \pi
x3=2πnasin(0)+πx_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(0 \right)} + \pi
x3=2πn+πx_{3} = 2 \pi n + \pi
x4=2πnasin(w2)+πx_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)} + \pi
x4=2πnasin(12)+πx_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \pi
x4=2πn+5π6x_{4} = 2 \pi n + \frac{5 \pi}{6}
x1=0x_{1} = 0
x2=π6x_{2} = \frac{\pi}{6}
x3=5π6x_{3} = \frac{5 \pi}{6}
x4=πx_{4} = \pi
x1=0x_{1} = 0
x2=π6x_{2} = \frac{\pi}{6}
x3=5π6x_{3} = \frac{5 \pi}{6}
x4=πx_{4} = \pi
Las raíces dadas
x1=0x_{1} = 0
x2=π6x_{2} = \frac{\pi}{6}
x3=5π6x_{3} = \frac{5 \pi}{6}
x4=πx_{4} = \pi
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
x0<x1x_{0} < x_{1}
Consideremos, por ejemplo, el punto
x0=x1110x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}
=
110- \frac{1}{10}
=
110- \frac{1}{10}
lo sustituimos en la expresión
sin(x)+cos(2x)>1\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} > 1
sin(110)+cos((1)210)>1\sin{\left(- \frac{1}{10} \right)} + \cos{\left(\frac{\left(-1\right) 2}{10} \right)} > 1
-sin(1/10) + cos(1/5) > 1

Entonces
x<0x < 0
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
x>0x<π6x > 0 \wedge x < \frac{\pi}{6}
         _____           _____  
        /     \         /     \  
-------ο-------ο-------ο-------ο-------
       x1      x2      x3      x4

Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
x>0x<π6x > 0 \wedge x < \frac{\pi}{6}
x>5π6x<πx > \frac{5 \pi}{6} \wedge x < \pi
Solución de la desigualdad en el gráfico
0-70-60-50-40-30-20-10102030405060705-5
Respuesta rápida [src]
  /   /           pi\     /5*pi            \\
Or|And|0 < x, x < --|, And|---- < x, x < pi||
  \   \           6 /     \ 6              //
(0<xx<π6)(5π6<xx<π)\left(0 < x \wedge x < \frac{\pi}{6}\right) \vee \left(\frac{5 \pi}{6} < x \wedge x < \pi\right)
((0 < x)∧(x < pi/6))∨((x < pi)∧(5*pi/6 < x))
Respuesta rápida 2 [src]
    pi     5*pi     
(0, --) U (----, pi)
    6       6       
x in (0,π6)(5π6,π)x\ in\ \left(0, \frac{\pi}{6}\right) \cup \left(\frac{5 \pi}{6}, \pi\right)
x in Union(Interval.open(0, pi/6), Interval.open(5*pi/6, pi))
Gráfico
sin(x)+cos(2x)>1 desigualdades