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(sin(x/2)^(2)+3/2*cos(x))*tan(x)<=0 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
/   2/x\   3*cos(x)\            
|sin |-| + --------|*tan(x) <= 0
\    \2/      2    /            
$$\left(\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{2}\right) \tan{\left(x \right)} \leq 0$$
(sin(x/2)^2 + 3*cos(x)/2)*tan(x) <= 0
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\left(\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{2}\right) \tan{\left(x \right)} \leq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{2}\right) \tan{\left(x \right)} = 0$$
Resolvemos:
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = - \frac{2 \pi}{3}$$
$$x_{3} = \frac{2 \pi}{3}$$
$$x_{4} = \pi$$
$$x_{5} = 2 \pi$$
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = - \frac{2 \pi}{3}$$
$$x_{3} = \frac{2 \pi}{3}$$
$$x_{4} = \pi$$
$$x_{5} = 2 \pi$$
Las raíces dadas
$$x_{2} = - \frac{2 \pi}{3}$$
$$x_{1} = 0$$
$$x_{3} = \frac{2 \pi}{3}$$
$$x_{4} = \pi$$
$$x_{5} = 2 \pi$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{2}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{2 \pi}{3} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{2 \pi}{3} - \frac{1}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{2}\right) \tan{\left(x \right)} \leq 0$$
$$\left(\frac{3 \cos{\left(- \frac{2 \pi}{3} - \frac{1}{10} \right)}}{2} + \sin^{2}{\left(\frac{- \frac{2 \pi}{3} - \frac{1}{10}}{2} \right)}\right) \tan{\left(- \frac{2 \pi}{3} - \frac{1}{10} \right)} \leq 0$$
/                     /1    pi\\                  
|                3*sin|-- + --||                  
|   2/1    pi\        \10   6 /|    /1    pi\ <= 0
|sin |-- + --| - --------------|*cot|-- + --|     
\    \20   3 /         2       /    \10   6 /     

significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \leq - \frac{2 \pi}{3}$$
 _____           _____           _____          
      \         /     \         /     \    
-------•-------•-------•-------•-------•-------
       x2      x1      x3      x4      x5

Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x \leq - \frac{2 \pi}{3}$$
$$x \geq 0 \wedge x \leq \frac{2 \pi}{3}$$
$$x \geq \pi \wedge x \leq 2 \pi$$
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida [src]
  /   /              4*pi\     /     2*pi  pi    \     /           3*pi    \       \
Or|And|pi <= x, x <= ----|, And|x <= ----, -- < x|, And|x <= 2*pi, ---- < x|, x = 0|
  \   \               3  /     \      3    2     /     \            2      /       /
$$\left(\pi \leq x \wedge x \leq \frac{4 \pi}{3}\right) \vee \left(x \leq \frac{2 \pi}{3} \wedge \frac{\pi}{2} < x\right) \vee \left(x \leq 2 \pi \wedge \frac{3 \pi}{2} < x\right) \vee x = 0$$
(x = 0))∨((pi <= x)∧(x <= 4*pi/3))∨((x <= 2*pi/3)∧(pi/2 < x))∨((x <= 2*pi)∧(3*pi/2 < x)
Respuesta rápida 2 [src]
       pi  2*pi         4*pi     3*pi       
{0} U (--, ----] U [pi, ----] U (----, 2*pi]
       2    3            3        2         
$$x\ in\ \left\{0\right\} \cup \left(\frac{\pi}{2}, \frac{2 \pi}{3}\right] \cup \left[\pi, \frac{4 \pi}{3}\right] \cup \left(\frac{3 \pi}{2}, 2 \pi\right]$$
x in Union(FiniteSet(0), Interval.Lopen(pi/2, 2*pi/3), Interval(pi, 4*pi/3), Interval.Lopen(3*pi/2, 2*pi))