Se da la desigualdad:
$$3 \sin{\left(3 x \right)} - 2 < 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$3 \sin{\left(3 x \right)} - 2 = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$3 \sin{\left(3 x \right)} - 2 = 0$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Transportemos -2 al miembro derecho de la ecuación
cambiando el signo de -2
Obtenemos:
$$3 \sin{\left(3 x \right)} = 2$$
Dividamos ambos miembros de la ecuación en 3
La ecuación se convierte en
$$\sin{\left(3 x \right)} = \frac{2}{3}$$
Esta ecuación se reorganiza en
$$3 x = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}$$
$$3 x = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)} + \pi$$
O
$$3 x = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}$$
$$3 x = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)} + \pi$$
, donde n es cualquier número entero
Dividamos ambos miembros de la ecuación obtenida en
$$3$$
$$x_{1} = \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3}$$
$$x_{2} = \frac{2 \pi n}{3} - \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3} + \frac{\pi}{3}$$
$$x_{1} = \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3}$$
$$x_{2} = \frac{2 \pi n}{3} - \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3} + \frac{\pi}{3}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3}$$
$$x_{2} = \frac{2 \pi n}{3} - \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3} + \frac{\pi}{3}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} < x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(\frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{2 \pi n}{3} - \frac{1}{10} + \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3}$$
lo sustituimos en la expresión
$$3 \sin{\left(3 x \right)} - 2 < 0$$
$$3 \sin{\left(3 \left(\frac{2 \pi n}{3} - \frac{1}{10} + \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3}\right) \right)} - 2 < 0$$
-2 + 3*sin(-3/10 + 2*pi*n + asin(2/3)) < 0
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x < \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3}$$
_____ _____
\ /
-------ο-------ο-------
x1 x2
Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x < \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3}$$
$$x > \frac{2 \pi n}{3} - \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{3} + \frac{\pi}{3}$$