Sr Examen

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sin(x)+cos(2*x)>=0 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
sin(x) + cos(2*x) >= 0
$$\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} \geq 0$$
sin(x) + cos(2*x) >= 0
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} \geq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} = 0$$
cambiamos
$$\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} = 0$$
$$- 2 \sin^{2}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} + 1 = 0$$
Sustituimos
$$w = \sin{\left(x \right)}$$
Es la ecuación de la forma
a*w^2 + b*w + c = 0

La ecuación cuadrática puede ser resuelta
con la ayuda del discriminante.
Las raíces de la ecuación cuadrática:
$$w_{1} = \frac{\sqrt{D} - b}{2 a}$$
$$w_{2} = \frac{- \sqrt{D} - b}{2 a}$$
donde D = b^2 - 4*a*c es el discriminante.
Como
$$a = -2$$
$$b = 1$$
$$c = 1$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(1)^2 - 4 * (-2) * (1) = 9

Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
w1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)

w2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)

o
$$w_{1} = - \frac{1}{2}$$
$$w_{2} = 1$$
hacemos cambio inverso
$$\sin{\left(x \right)} = w$$
Tenemos la ecuación
$$\sin{\left(x \right)} = w$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
$$x = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w \right)}$$
$$x = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w \right)} + \pi$$
O
$$x = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w \right)}$$
$$x = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w \right)} + \pi$$
, donde n es cualquier número entero
sustituimos w:
$$x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)}$$
$$x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(- \frac{1}{2} \right)}$$
$$x_{1} = 2 \pi n - \frac{\pi}{6}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(1 \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \frac{\pi}{2}$$
$$x_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)} + \pi$$
$$x_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(- \frac{1}{2} \right)} + \pi$$
$$x_{3} = 2 \pi n + \frac{7 \pi}{6}$$
$$x_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)} + \pi$$
$$x_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(1 \right)} + \pi$$
$$x_{4} = 2 \pi n + \frac{\pi}{2}$$
$$x_{1} = - \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{2} = - \frac{\pi}{6}$$
$$x_{3} = \frac{\pi}{2}$$
$$x_{1} = - \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{2} = - \frac{\pi}{6}$$
$$x_{3} = \frac{\pi}{2}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = - \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{2} = - \frac{\pi}{6}$$
$$x_{3} = \frac{\pi}{2}$$
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
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{5 \pi}{6} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{5 \pi}{6} - \frac{1}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} \geq 0$$
$$\sin{\left(- \frac{5 \pi}{6} - \frac{1}{10} \right)} + \cos{\left(2 \left(- \frac{5 \pi}{6} - \frac{1}{10}\right) \right)} \geq 0$$
     /1    pi\      /1   pi\     
- cos|-- + --| + sin|- + --| >= 0
     \10   3 /      \5   6 /     

significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \leq - \frac{5 \pi}{6}$$
 _____           _____          
      \         /     \    
-------•-------•-------•-------
       x1      x2      x3

Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x \leq - \frac{5 \pi}{6}$$
$$x \geq - \frac{\pi}{6} \wedge x \leq \frac{\pi}{2}$$
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida [src]
  /   /             7*pi\     /11*pi                \\
Or|And|0 <= x, x <= ----|, And|----- <= x, x <= 2*pi||
  \   \              6  /     \  6                  //
$$\left(0 \leq x \wedge x \leq \frac{7 \pi}{6}\right) \vee \left(\frac{11 \pi}{6} \leq x \wedge x \leq 2 \pi\right)$$
((0 <= x)∧(x <= 7*pi/6))∨((11*pi/6 <= x)∧(x <= 2*pi))
Respuesta rápida 2 [src]
    7*pi     11*pi       
[0, ----] U [-----, 2*pi]
     6         6         
$$x\ in\ \left[0, \frac{7 \pi}{6}\right] \cup \left[\frac{11 \pi}{6}, 2 \pi\right]$$
x in Union(Interval(0, 7*pi/6), Interval(11*pi/6, 2*pi))