Sr Examen

cos2x≥√3/2 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
              ___
            \/ 3 
cos(2*x) >= -----
              2  
$$\cos{\left(2 x \right)} \geq \frac{\sqrt{3}}{2}$$
cos(2*x) >= sqrt(3)/2
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\cos{\left(2 x \right)} \geq \frac{\sqrt{3}}{2}$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\cos{\left(2 x \right)} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\cos{\left(2 x \right)} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
$$2 x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(\frac{\sqrt{3}}{2} \right)}$$
$$2 x = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(\frac{\sqrt{3}}{2} \right)}$$
O
$$2 x = \pi n + \frac{\pi}{6}$$
$$2 x = \pi n - \frac{5 \pi}{6}$$
, donde n es cualquier número entero
Dividamos ambos miembros de la ecuación obtenida en
$$2$$
$$x_{1} = \frac{\pi n}{2} + \frac{\pi}{12}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{2} - \frac{5 \pi}{12}$$
$$x_{1} = \frac{\pi n}{2} + \frac{\pi}{12}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{2} - \frac{5 \pi}{12}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = \frac{\pi n}{2} + \frac{\pi}{12}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{2} - \frac{5 \pi}{12}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(\frac{\pi n}{2} + \frac{\pi}{12}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{\pi n}{2} - \frac{1}{10} + \frac{\pi}{12}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\cos{\left(2 x \right)} \geq \frac{\sqrt{3}}{2}$$
$$\cos{\left(2 \left(\frac{\pi n}{2} - \frac{1}{10} + \frac{\pi}{12}\right) \right)} \geq \frac{\sqrt{3}}{2}$$
                          ___
   /  1   pi       \    \/ 3 
cos|- - + -- + pi*n| >= -----
   \  5   6        /      2  
                        

pero
                         ___
   /  1   pi       \   \/ 3 
cos|- - + -- + pi*n| < -----
   \  5   6        /     2  
                       

Entonces
$$x \leq \frac{\pi n}{2} + \frac{\pi}{12}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq \frac{\pi n}{2} + \frac{\pi}{12} \wedge x \leq \frac{\pi n}{2} - \frac{5 \pi}{12}$$
         _____  
        /     \  
-------•-------•-------
       x1      x2
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida [src]
  /   /                  /  ___     ___\\     /                  /  ___     ___\     \\
  |   |                  |\/ 2  - \/ 6 ||     |                  |\/ 2  - \/ 6 |     ||
Or|And|0 <= x, x <= -atan|-------------||, And|x <= pi, pi + atan|-------------| <= x||
  |   |                  |  ___     ___||     |                  |  ___     ___|     ||
  \   \                  \\/ 2  + \/ 6 //     \                  \\/ 2  + \/ 6 /     //
$$\left(0 \leq x \wedge x \leq - \operatorname{atan}{\left(\frac{- \sqrt{6} + \sqrt{2}}{\sqrt{2} + \sqrt{6}} \right)}\right) \vee \left(x \leq \pi \wedge \operatorname{atan}{\left(\frac{- \sqrt{6} + \sqrt{2}}{\sqrt{2} + \sqrt{6}} \right)} + \pi \leq x\right)$$
((0 <= x)∧(x <= -atan((sqrt(2) - sqrt(6))/(sqrt(2) + sqrt(6)))))∨((x <= pi)∧(pi + atan((sqrt(2) - sqrt(6))/(sqrt(2) + sqrt(6))) <= x))
Respuesta rápida 2 [src]
         /  ___     ___\              /  ___     ___\     
         |\/ 2  - \/ 6 |              |\/ 2  - \/ 6 |     
[0, -atan|-------------|] U [pi + atan|-------------|, pi]
         |  ___     ___|              |  ___     ___|     
         \\/ 2  + \/ 6 /              \\/ 2  + \/ 6 /     
$$x\ in\ \left[0, - \operatorname{atan}{\left(\frac{- \sqrt{6} + \sqrt{2}}{\sqrt{2} + \sqrt{6}} \right)}\right] \cup \left[\operatorname{atan}{\left(\frac{- \sqrt{6} + \sqrt{2}}{\sqrt{2} + \sqrt{6}} \right)} + \pi, \pi\right]$$
x in Union(Interval(0, -atan((-sqrt(6) + sqrt(2))/(sqrt(2) + sqrt(6)))), Interval(atan((-sqrt(6) + sqrt(2))/(sqrt(2) + sqrt(6))) + pi, pi))