Sr Examen

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cos(x/2)≤1/2 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
   /x\       
cos|-| <= 1/2
   \2/       
cos(x2)12\cos{\left(\frac{x}{2} \right)} \leq \frac{1}{2}
cos(x/2) <= 1/2
Solución detallada
Se da la desigualdad:
cos(x2)12\cos{\left(\frac{x}{2} \right)} \leq \frac{1}{2}
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
cos(x2)=12\cos{\left(\frac{x}{2} \right)} = \frac{1}{2}
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
cos(x2)=12\cos{\left(\frac{x}{2} \right)} = \frac{1}{2}
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
x2=πn+acos(12)\frac{x}{2} = \pi n + \operatorname{acos}{\left(\frac{1}{2} \right)}
x2=πnπ+acos(12)\frac{x}{2} = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(\frac{1}{2} \right)}
O
x2=πn+π3\frac{x}{2} = \pi n + \frac{\pi}{3}
x2=πn2π3\frac{x}{2} = \pi n - \frac{2 \pi}{3}
, donde n es cualquier número entero
Dividamos ambos miembros de la ecuación obtenida en
12\frac{1}{2}
x1=2πn+2π3x_{1} = 2 \pi n + \frac{2 \pi}{3}
x2=2πn4π3x_{2} = 2 \pi n - \frac{4 \pi}{3}
x1=2πn+2π3x_{1} = 2 \pi n + \frac{2 \pi}{3}
x2=2πn4π3x_{2} = 2 \pi n - \frac{4 \pi}{3}
Las raíces dadas
x1=2πn+2π3x_{1} = 2 \pi n + \frac{2 \pi}{3}
x2=2πn4π3x_{2} = 2 \pi n - \frac{4 \pi}{3}
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
x0x1x_{0} \leq x_{1}
Consideremos, por ejemplo, el punto
x0=x1110x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}
=
(2πn+2π3)+110\left(2 \pi n + \frac{2 \pi}{3}\right) + - \frac{1}{10}
=
2πn110+2π32 \pi n - \frac{1}{10} + \frac{2 \pi}{3}
lo sustituimos en la expresión
cos(x2)12\cos{\left(\frac{x}{2} \right)} \leq \frac{1}{2}
cos(2πn110+2π32)12\cos{\left(\frac{2 \pi n - \frac{1}{10} + \frac{2 \pi}{3}}{2} \right)} \leq \frac{1}{2}
   /  1    pi       \       
cos|- -- + -- + pi*n| <= 1/2
   \  20   3        /       

significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
x2πn+2π3x \leq 2 \pi n + \frac{2 \pi}{3}
 _____           _____          
      \         /
-------•-------•-------
       x1      x2

Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
x2πn+2π3x \leq 2 \pi n + \frac{2 \pi}{3}
x2πn4π3x \geq 2 \pi n - \frac{4 \pi}{3}
Solución de la desigualdad en el gráfico
0-40-30-20-10102030402-2
Respuesta rápida [src]
   /2*pi            10*pi\
And|---- <= x, x <= -----|
   \ 3                3  /
2π3xx10π3\frac{2 \pi}{3} \leq x \wedge x \leq \frac{10 \pi}{3}
(2*pi/3 <= x)∧(x <= 10*pi/3)
Respuesta rápida 2 [src]
 2*pi  10*pi 
[----, -----]
  3      3   
x in [2π3,10π3]x\ in\ \left[\frac{2 \pi}{3}, \frac{10 \pi}{3}\right]
x in Interval(2*pi/3, 10*pi/3)