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2sin^2x+sinx-1>=0

2sin^2x+sinx-1>=0 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
     2                     
2*sin (x) + sin(x) - 1 >= 0
$$\left(2 \sin^{2}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) - 1 \geq 0$$
2*sin(x)^2 + sin(x) - 1 >= 0
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\left(2 \sin^{2}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) - 1 \geq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(2 \sin^{2}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) - 1 = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\left(2 \sin^{2}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) - 1 = 0$$
cambiamos
$$\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(2 x \right)} = 0$$
$$\left(2 \sin^{2}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) - 1 = 0$$
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
$$a = 2$$
$$b = 1$$
$$c = -1$$
, 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:
$$x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)}$$
$$x_{1} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{2} \right)}$$
$$x_{1} = 2 \pi n + \frac{\pi}{6}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n + \operatorname{asin}{\left(-1 \right)}$$
$$x_{2} = 2 \pi n - \frac{\pi}{2}$$
$$x_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{1} \right)} + \pi$$
$$x_{3} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(\frac{1}{2} \right)} + \pi$$
$$x_{3} = 2 \pi n + \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(w_{2} \right)} + \pi$$
$$x_{4} = 2 \pi n - \operatorname{asin}{\left(-1 \right)} + \pi$$
$$x_{4} = 2 \pi n + \frac{3 \pi}{2}$$
$$x_{1} = - \frac{\pi}{2}$$
$$x_{2} = \frac{\pi}{6}$$
$$x_{3} = \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{4} = \frac{3 \pi}{2}$$
$$x_{1} = - \frac{\pi}{2}$$
$$x_{2} = \frac{\pi}{6}$$
$$x_{3} = \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{4} = \frac{3 \pi}{2}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = - \frac{\pi}{2}$$
$$x_{2} = \frac{\pi}{6}$$
$$x_{3} = \frac{5 \pi}{6}$$
$$x_{4} = \frac{3 \pi}{2}$$
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
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{\pi}{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{\pi}{2} - \frac{1}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(2 \sin^{2}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) - 1 \geq 0$$
$$-1 + \left(\sin{\left(- \frac{\pi}{2} - \frac{1}{10} \right)} + 2 \sin^{2}{\left(- \frac{\pi}{2} - \frac{1}{10} \right)}\right) \geq 0$$
                      2           
-1 - cos(1/10) + 2*cos (1/10) >= 0
     

pero
                      2          
-1 - cos(1/10) + 2*cos (1/10) < 0
    

Entonces
$$x \leq - \frac{\pi}{2}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq - \frac{\pi}{2} \wedge x \leq \frac{\pi}{6}$$
         _____           _____  
        /     \         /     \  
-------•-------•-------•-------•-------
       x1      x2      x3      x4

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