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:
$$x \leq - \frac{2 \pi}{3}$$
$$x \geq 0 \wedge x \leq \frac{2 \pi}{3}$$
$$x \geq \pi \wedge x \leq 2 \pi$$