Sr Examen

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cos(2*x)>=-(sqrt(2)/2) desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
               ___ 
            -\/ 2  
cos(2*x) >= -------
               2   
$$\cos{\left(2 x \right)} \geq - \frac{\sqrt{2}}{2}$$
cos(2*x) >= -sqrt(2)/2
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\cos{\left(2 x \right)} \geq - \frac{\sqrt{2}}{2}$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\cos{\left(2 x \right)} = - \frac{\sqrt{2}}{2}$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\cos{\left(2 x \right)} = - \frac{\sqrt{2}}{2}$$
es la ecuación trigonométrica más simple
Esta ecuación se reorganiza en
$$2 x = \pi n + \operatorname{acos}{\left(- \frac{\sqrt{2}}{2} \right)}$$
$$2 x = \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(- \frac{\sqrt{2}}{2} \right)}$$
O
$$2 x = \pi n + \frac{3 \pi}{4}$$
$$2 x = \pi n - \frac{\pi}{4}$$
, donde n es cualquier número entero
Dividamos ambos miembros de la ecuación obtenida en
$$2$$
$$x_{1} = \frac{\pi n}{2} + \frac{3 \pi}{8}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{2} - \frac{\pi}{8}$$
$$x_{1} = \frac{\pi n}{2} + \frac{3 \pi}{8}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{2} - \frac{\pi}{8}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = \frac{\pi n}{2} + \frac{3 \pi}{8}$$
$$x_{2} = \frac{\pi n}{2} - \frac{\pi}{8}$$
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
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(\frac{\pi n}{2} + \frac{3 \pi}{8}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{\pi n}{2} - \frac{1}{10} + \frac{3 \pi}{8}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\cos{\left(2 x \right)} \geq - \frac{\sqrt{2}}{2}$$
$$\cos{\left(2 \left(\frac{\pi n}{2} - \frac{1}{10} + \frac{3 \pi}{8}\right) \right)} \geq - \frac{\sqrt{2}}{2}$$
                            ___ 
    /  1   pi       \    -\/ 2  
-sin|- - + -- + pi*n| >= -------
    \  5   4        /       2   
                         

significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \leq \frac{\pi n}{2} + \frac{3 \pi}{8}$$
 _____           _____          
      \         /
-------•-------•-------
       x1      x2

Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x \leq \frac{\pi n}{2} + \frac{3 \pi}{8}$$
$$x \geq \frac{\pi n}{2} - \frac{\pi}{8}$$
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida [src]
  /   /                 /   ___________\\     /                  /   ___________\     \\
  |   |                 |  /       ___ ||     |                  |  /       ___ |     ||
  |   |                 |\/  2 + \/ 2  ||     |                  |\/  2 + \/ 2  |     ||
Or|And|0 <= x, x <= atan|--------------||, And|x <= pi, pi - atan|--------------| <= x||
  |   |                 |   ___________||     |                  |   ___________|     ||
  |   |                 |  /       ___ ||     |                  |  /       ___ |     ||
  \   \                 \\/  2 - \/ 2  //     \                  \\/  2 - \/ 2  /     //
$$\left(0 \leq x \wedge x \leq \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{\sqrt{2} + 2}}{\sqrt{2 - \sqrt{2}}} \right)}\right) \vee \left(x \leq \pi \wedge \pi - \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{\sqrt{2} + 2}}{\sqrt{2 - \sqrt{2}}} \right)} \leq x\right)$$
((0 <= x)∧(x <= atan(sqrt(2 + sqrt(2))/sqrt(2 - sqrt(2)))))∨((x <= pi)∧(pi - atan(sqrt(2 + sqrt(2))/sqrt(2 - sqrt(2))) <= x))
Respuesta rápida 2 [src]
        /   ___________\              /   ___________\     
        |  /       ___ |              |  /       ___ |     
        |\/  2 + \/ 2  |              |\/  2 + \/ 2  |     
[0, atan|--------------|] U [pi - atan|--------------|, pi]
        |   ___________|              |   ___________|     
        |  /       ___ |              |  /       ___ |     
        \\/  2 - \/ 2  /              \\/  2 - \/ 2  /     
$$x\ in\ \left[0, \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{\sqrt{2} + 2}}{\sqrt{2 - \sqrt{2}}} \right)}\right] \cup \left[\pi - \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{\sqrt{2} + 2}}{\sqrt{2 - \sqrt{2}}} \right)}, \pi\right]$$
x in Union(Interval(0, atan(sqrt(sqrt(2) + 2)/sqrt(2 - sqrt(2)))), Interval(pi - atan(sqrt(sqrt(2) + 2)/sqrt(2 - sqrt(2))), pi))