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cos^2x-2cosx>0

cos^2x-2cosx>0 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
   2                  
cos (x) - 2*cos(x) > 0
cos2(x)2cos(x)>0\cos^{2}{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)} > 0
cos(x)^2 - 2*cos(x) > 0
Solución detallada
Se da la desigualdad:
cos2(x)2cos(x)>0\cos^{2}{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)} > 0
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
cos2(x)2cos(x)=0\cos^{2}{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)} = 0
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
cos2(x)2cos(x)=0\cos^{2}{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)} = 0
cambiamos
(cos(x)2)cos(x)=0\left(\cos{\left(x \right)} - 2\right) \cos{\left(x \right)} = 0
cos2(x)2cos(x)=0\cos^{2}{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)} = 0
Sustituimos
w=cos(x)w = \cos{\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=1a = 1
b=2b = -2
c=0c = 0
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

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

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

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

o
w1=2w_{1} = 2
w2=0w_{2} = 0
hacemos cambio inverso
cos(x)=w\cos{\left(x \right)} = w
Tenemos la ecuación
cos(x)=w\cos{\left(x \right)} = w
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
x=πn+acos(w)x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w \right)}
x=πn+acos(w)πx = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w \right)} - \pi
O
x=πn+acos(w)x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w \right)}
x=πn+acos(w)πx = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w \right)} - \pi
, donde n es cualquier número entero
sustituimos w:
x1=πn+acos(w1)x_{1} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w_{1} \right)}
x1=πn+acos(2)x_{1} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(2 \right)}
x1=πn+acos(2)x_{1} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(2 \right)}
x2=πn+acos(w2)x_{2} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w_{2} \right)}
x2=πn+acos(0)x_{2} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(0 \right)}
x2=πn+π2x_{2} = \pi n + \frac{\pi}{2}
x3=πn+acos(w1)πx_{3} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w_{1} \right)} - \pi
x3=πnπ+acos(2)x_{3} = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(2 \right)}
x3=πnπ+acos(2)x_{3} = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(2 \right)}
x4=πn+acos(w2)πx_{4} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(w_{2} \right)} - \pi
x4=πnπ+acos(0)x_{4} = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(0 \right)}
x4=πnπ2x_{4} = \pi n - \frac{\pi}{2}
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{2}
x2=3π2x_{2} = \frac{3 \pi}{2}
x3=2πacos(2)x_{3} = 2 \pi - \operatorname{acos}{\left(2 \right)}
x4=acos(2)x_{4} = \operatorname{acos}{\left(2 \right)}
Descartamos las soluciones complejas:
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{2}
x2=3π2x_{2} = \frac{3 \pi}{2}
Las raíces dadas
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{2}
x2=3π2x_{2} = \frac{3 \pi}{2}
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+π2- \frac{1}{10} + \frac{\pi}{2}
=
110+π2- \frac{1}{10} + \frac{\pi}{2}
lo sustituimos en la expresión
cos2(x)2cos(x)>0\cos^{2}{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)} > 0
2cos(110+π2)+cos2(110+π2)>0- 2 \cos{\left(- \frac{1}{10} + \frac{\pi}{2} \right)} + \cos^{2}{\left(- \frac{1}{10} + \frac{\pi}{2} \right)} > 0
   2                        
sin (1/10) - 2*sin(1/10) > 0
    

Entonces
x<π2x < \frac{\pi}{2}
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
x>π2x<3π2x > \frac{\pi}{2} \wedge x < \frac{3 \pi}{2}
         _____  
        /     \  
-------ο-------ο-------
       x1      x2
Solución de la desigualdad en el gráfico
0-80-60-40-20204060805-5
Respuesta rápida 2 [src]
 pi  3*pi 
(--, ----)
 2    2   
x in (π2,3π2)x\ in\ \left(\frac{\pi}{2}, \frac{3 \pi}{2}\right)
x in Interval.open(pi/2, 3*pi/2)
Respuesta rápida [src]
   /pi          3*pi\
And|-- < x, x < ----|
   \2            2  /
π2<xx<3π2\frac{\pi}{2} < x \wedge x < \frac{3 \pi}{2}
(pi/2 < x)∧(x < 3*pi/2)
Gráfico
cos^2x-2cosx>0 desigualdades