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6sin^2x-sinx-1<=0

6sin^2x-sinx-1<=0 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
     2                     
6*sin (x) - sin(x) - 1 <= 0
$$\left(6 \sin^{2}{\left(x \right)} - \sin{\left(x \right)}\right) - 1 \leq 0$$
6*sin(x)^2 - sin(x) - 1 <= 0
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\left(6 \sin^{2}{\left(x \right)} - \sin{\left(x \right)}\right) - 1 \leq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(6 \sin^{2}{\left(x \right)} - \sin{\left(x \right)}\right) - 1 = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\left(6 \sin^{2}{\left(x \right)} - \sin{\left(x \right)}\right) - 1 = 0$$
cambiamos
$$6 \sin^{2}{\left(x \right)} - \sin{\left(x \right)} - 1 = 0$$
$$\left(6 \sin^{2}{\left(x \right)} - \sin{\left(x \right)}\right) - 1 = 0$$
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
$$a = 6$$
$$b = -1$$
$$c = -1$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(-1)^2 - 4 * (6) * (-1) = 25

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

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

o
$$w_{1} = \frac{1}{2}$$
$$w_{2} = - \frac{1}{3}$$
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:
$$x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)}$$
$$x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{2} \right)}$$
$$x_{1} = 2 \pi n + \frac{\pi}{6}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(- \frac{1}{3} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
$$x_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)} + \pi$$
$$x_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \pi$$
$$x_{3} = 2 \pi n + \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)} + \pi$$
$$x_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(- \frac{1}{3} \right)} + \pi$$
$$x_{4} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} + \pi$$
$$x_{1} = \frac{\pi}{6}$$
$$x_{2} = \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{3} = \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} + \pi$$
$$x_{4} = - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
$$x_{1} = \frac{\pi}{6}$$
$$x_{2} = \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{3} = \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} + \pi$$
$$x_{4} = - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
Las raíces dadas
$$x_{4} = - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
$$x_{1} = \frac{\pi}{6}$$
$$x_{2} = \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{3} = \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} + \pi$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{4}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{4} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} - \frac{1}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(6 \sin^{2}{\left(x \right)} - \sin{\left(x \right)}\right) - 1 \leq 0$$
$$-1 + \left(6 \sin^{2}{\left(- \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} - \frac{1}{10} \right)} - \sin{\left(- \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} - \frac{1}{10} \right)}\right) \leq 0$$
          2                                               
-1 + 6*sin (1/10 + asin(1/3)) + sin(1/10 + asin(1/3)) <= 0
     

pero
          2                                               
-1 + 6*sin (1/10 + asin(1/3)) + sin(1/10 + asin(1/3)) >= 0
     

Entonces
$$x \leq - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} \wedge x \leq \frac{\pi}{6}$$
         _____           _____  
        /     \         /     \  
-------•-------•-------•-------•-------
       x4      x1      x2      x3

Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x \geq - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} \wedge x \leq \frac{\pi}{6}$$
$$x \geq \frac{5 \pi}{6} \wedge x \leq \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{3} \right)} + \pi$$
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida 2 [src]
                          /  ___\           /  ___\              
    pi     5*pi           |\/ 2 |           |\/ 2 |              
[0, --] U [----, pi + atan|-----|] U [- atan|-----| + 2*pi, 2*pi]
    6       6             \  4  /           \  4  /              
$$x\ in\ \left[0, \frac{\pi}{6}\right] \cup \left[\frac{5 \pi}{6}, \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2}}{4} \right)} + \pi\right] \cup \left[- \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2}}{4} \right)} + 2 \pi, 2 \pi\right]$$
x in Union(Interval(0, pi/6), Interval(5*pi/6, atan(sqrt(2)/4) + pi), Interval(-atan(sqrt(2)/4) + 2*pi, 2*pi))
Respuesta rápida [src]
  /                         /                         /  ___\\     /                 /  ___\            \\
  |   /             pi\     |5*pi                     |\/ 2 ||     |                 |\/ 2 |            ||
Or|And|0 <= x, x <= --|, And|---- <= x, x <= pi + atan|-----||, And|x <= 2*pi, - atan|-----| + 2*pi <= x||
  \   \             6 /     \ 6                       \  4  //     \                 \  4  /            //
$$\left(0 \leq x \wedge x \leq \frac{\pi}{6}\right) \vee \left(\frac{5 \pi}{6} \leq x \wedge x \leq \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2}}{4} \right)} + \pi\right) \vee \left(x \leq 2 \pi \wedge - \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2}}{4} \right)} + 2 \pi \leq x\right)$$
((0 <= x)∧(x <= pi/6))∨((5*pi/6 <= x)∧(x <= pi + atan(sqrt(2)/4)))∨((x <= 2*pi)∧(-atan(sqrt(2)/4) + 2*pi <= x))
Gráfico
6sin^2x-sinx-1<=0 desigualdades