Se da la desigualdad:
$$2 \cos{\left(4 x \right)} < -1$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$2 \cos{\left(4 x \right)} = -1$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$2 \cos{\left(4 x \right)} = -1$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Dividamos ambos miembros de la ecuación en 2
La ecuación se convierte en
$$\cos{\left(4 x \right)} = - \frac{1}{2}$$
Esta ecuación se reorganiza en
$$4 x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(- \frac{1}{2} \right)}$$
$$4 x = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(- \frac{1}{2} \right)}$$
O
$$4 x = \pi n + \frac{2 \pi}{3}$$
$$4 x = \pi n - \frac{\pi}{3}$$
, donde n es cualquier número entero
Dividamos ambos miembros de la ecuación obtenida en
$$4$$
$$x_{1} = \frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{6}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{4} - \frac{\pi}{12}$$
$$x_{1} = \frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{6}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{4} - \frac{\pi}{12}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = \frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{6}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{4} - \frac{\pi}{12}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} < x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(\frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{6}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{\pi n}{4} - \frac{1}{10} + \frac{\pi}{6}$$
lo sustituimos en la expresión
$$2 \cos{\left(4 x \right)} < -1$$
$$2 \cos{\left(4 \left(\frac{\pi n}{4} - \frac{1}{10} + \frac{\pi}{6}\right) \right)} < -1$$
/ 2 pi \
-2*sin|- - + -- + pi*n| < -1
\ 5 6 /
pero
/ 2 pi \
-2*sin|- - + -- + pi*n| > -1
\ 5 6 /
Entonces
$$x < \frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{6}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x > \frac{\pi n}{4} + \frac{\pi}{6} \wedge x < \frac{\pi n}{4} - \frac{\pi}{12}$$
_____
/ \
-------ο-------ο-------
x1 x2