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5-8cos(x)+4cos(2x)<0

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Solución

5−8cos(x)+4cos(2x)<0

Solución

arccos(42​+2​)+2πn<x<arccos(4−2​+2​)+2πnor−arccos(4−2​+2​)+2π+2πn<x<2π−arccos(42​+2​)+2πn
+2
Notación de intervalos
(arccos(42​+2​)+2πn,arccos(4−2​+2​)+2πn)∪(−arccos(4−2​+2​)+2π+2πn,2π−arccos(42​+2​)+2πn)
Decimal
0.54802…+2πn<x<1.42382…+2πnor4.85936…+2πn<x<5.73515…+2πn
Pasos de solución
5−8cos(x)+4cos(2x)<0
Usar la siguiente identidad: cos(2x)=−1+2cos2(x)5+4(−1+2cos2(x))−8cos(x)<0
Simplificar 5+4(−1+2cos2(x))−8cos(x):8cos2(x)−8cos(x)+1
5+4(−1+2cos2(x))−8cos(x)
Expandir 4(−1+2cos2(x)):−4+8cos2(x)
4(−1+2cos2(x))
Poner los parentesis utilizando: a(b+c)=ab+aca=4,b=−1,c=2cos2(x)=4(−1)+4⋅2cos2(x)
Aplicar las reglas de los signos+(−a)=−a=−4⋅1+4⋅2cos2(x)
Simplificar −4⋅1+4⋅2cos2(x):−4+8cos2(x)
−4⋅1+4⋅2cos2(x)
Multiplicar los numeros: 4⋅1=4=−4+4⋅2cos2(x)
Multiplicar los numeros: 4⋅2=8=−4+8cos2(x)
=−4+8cos2(x)
=5−4+8cos2(x)−8cos(x)
Restar: 5−4=1=8cos2(x)−8cos(x)+1
8cos2(x)−8cos(x)+1<0
Sea: u=cos(x)8u2−8u+1<0
8u2−8u+1<0:−42​​+21​<u<42​​+21​
8u2−8u+1<0
Completar el cuadrado 8u2−8u+1:8(u−21​)2−1
8u2−8u+1
Escribir 8u2−8u+1en la forma: x2+2ax+a2Factorizar 88(u2−u+81​)
2a=−1:a=−21​
2a=−1
Dividir ambos lados entre 2
2a=−1
Dividir ambos lados entre 222a​=2−1​
Simplificara=−21​
a=−21​
Sumar y restar (de izquierda a derecha) (−21​)28(u2−u+81​+(−21​)2−(−21​)2)
x2+2ax+a2=(x+a)2u2−1u+(−21​)2=(u−21​)28((u−21​)2+81​−(−21​)2)
Simplificar8(u−21​)2−1
8(u−21​)2−1<0
Desplace 1a la derecha
8(u−21​)2−1<0
Sumar 1 a ambos lados8(u−21​)2−1+1<0+1
Simplificar8(u−21​)2<1
8(u−21​)2<1
Dividir ambos lados entre 8
8(u−21​)2<1
Dividir ambos lados entre 888(u−21​)2​<81​
Simplificar(u−21​)2<81​
(u−21​)2<81​
Para un<a, si nes par entonces −na​<u<na​
−81​​<u−21​<81​​
Pi a<u<bentonces a<uandu<b−81​​<u−21​andu−21​<81​​
−81​​<u−21​:u>−42​​+21​
−81​​<u−21​
Intercambiar ladosu−21​>−81​​
Simplificar −81​​:−22​1​
−81​​
Simplificar 81​​:22​1​​
81​​
Aplicar la siguiente propiedad de los radicales: nba​​=nb​na​​,asumiendo que a≥0,b≥0=8​1​​
8​=22​
8​
Descomposición en factores primos de 8:23
8
8divida por 28=4⋅2=2⋅4
4divida por 24=2⋅2=2⋅2⋅2
2 es un número primo, por lo tanto, no es posible factorizar mas=2⋅2⋅2
=23
=23​
Aplicar las leyes de los exponentes: ab+c=ab⋅ac=22⋅2​
Aplicar las leyes de los exponentes: nab​=na​nb​=2​22​
Aplicar las leyes de los exponentes: nan​=a22​=2=22​
=22​1​​
=−22​1​​
Aplicar la regla 1​=1=−22​1​
u−21​>−22​1​
Desplace 21​a la derecha
u−21​>−22​1​
Sumar 21​ a ambos ladosu−21​+21​>−22​1​+21​
Simplificar
u−21​+21​>−22​1​+21​
Simplificar u−21​+21​:u
u−21​+21​
Sumar elementos similares: −21​+21​>0
=u
Simplificar −22​1​+21​:−42​​+21​
−22​1​+21​
22​1​=42​​
22​1​
Multiplicar por el conjugado 2​2​​=22​2​1⋅2​​
1⋅2​=2​
22​2​=4
22​2​
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+c22​2​=2⋅221​⋅221​=21+21​+21​=21+21​+21​
Sumar elementos similares: 21​+21​=2⋅21​=21+2⋅21​
2⋅21​=1
2⋅21​
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=21+1
Sumar: 1+1=2=22
22=4=4
=42​​
=−42​​+21​
u>−42​​+21​
u>−42​​+21​
u>−42​​+21​
u−21​<81​​:u<42​​+21​
u−21​<81​​
Simplificar 81​​:22​1​
81​​
Aplicar la siguiente propiedad de los radicales: nba​​=nb​na​​,asumiendo que a≥0,b≥0=8​1​​
8​=22​
8​
Descomposición en factores primos de 8:23
8
8divida por 28=4⋅2=2⋅4
4divida por 24=2⋅2=2⋅2⋅2
2 es un número primo, por lo tanto, no es posible factorizar mas=2⋅2⋅2
=23
=23​
Aplicar las leyes de los exponentes: ab+c=ab⋅ac=22⋅2​
Aplicar las leyes de los exponentes: nab​=na​nb​=2​22​
Aplicar las leyes de los exponentes: nan​=a22​=2=22​
=22​1​​
Aplicar la regla 1​=1=22​1​
u−21​<22​1​
Desplace 21​a la derecha
u−21​<22​1​
Sumar 21​ a ambos ladosu−21​+21​<22​1​+21​
Simplificar
u−21​+21​<22​1​+21​
Simplificar u−21​+21​:u
u−21​+21​
Sumar elementos similares: −21​+21​<0
=u
Simplificar 22​1​+21​:42​​+21​
22​1​+21​
22​1​=42​​
22​1​
Multiplicar por el conjugado 2​2​​=22​2​1⋅2​​
1⋅2​=2​
22​2​=4
22​2​
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+c22​2​=2⋅221​⋅221​=21+21​+21​=21+21​+21​
Sumar elementos similares: 21​+21​=2⋅21​=21+2⋅21​
2⋅21​=1
2⋅21​
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=21+1
Sumar: 1+1=2=22
22=4=4
=42​​
=42​​+21​
u<42​​+21​
u<42​​+21​
u<42​​+21​
Combinar los rangosu>−42​​+21​andu<42​​+21​
Mezclar intervalos sobrepuestos
u>−42​​+21​andu<42​​+21​
La intersección de dos intervalos, es el conjunto de numérico común a los dos intervalos
u>−42​​+21​yu<42​​+21​
−42​​+21​<u<42​​+21​
−42​​+21​<u<42​​+21​
−42​​+21​<u<42​​+21​
Sustituir en la ecuación u=cos(x)−42​​+21​<cos(x)<42​​+21​
Pi a<u<bentonces a<uandu<b−42​​+21​<cos(x)andcos(x)<42​​+21​
−42​​+21​<cos(x):−arccos(4−2​+2​)+2πn<x<arccos(4−2​+2​)+2πn
−42​​+21​<cos(x)
Intercambiar ladoscos(x)>−42​​+21​
Para cos(x)>a, si −1≤a<1 entonces −arccos(a)+2πn<x<arccos(a)+2πn−arccos(−42​​+21​)+2πn<x<arccos(−42​​+21​)+2πn
Simplificar −arccos(−42​​+21​):−arccos(4−2​+2​)
−arccos(−42​​+21​)
Simplificar −42​​+21​en una fracción:22​−1+2​​
−42​​+21​
Mínimo común múltiplo de 4,2:4
4,2
Mínimo común múltiplo (MCM)
Descomposición en factores primos de 4:2⋅2
4
4divida por 24=2⋅2=2⋅2
Descomposición en factores primos de 2:2
2
2 es un número primo, por lo tanto, no es posible factorizar=2
Multiplicar cada factor el mayor número de veces que ocurra en cualquier 4 o 2=2⋅2
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=4
Reescribir las fracciones basandose en el mínimo común denominador
Multiplicar cada numerador por la misma cantidad necesaria para multiplicar el denominador correspondiente y convertirlo en el mínimo común denominador
Para 21​:multiplicar el denominador y el numerador por 221​=2⋅21⋅2​=42​
=−42​​+42​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=4−2​+2​
Factorizar −2​+2:2​(−1+2​)
−2​+2
2=2​2​=−2​+2​2​
Factorizar el termino común 2​=2​(−1+2​)
=42​(−1+2​)​
Factorizar 4:22
Factorizar 4=22
=222​(2​−1)​
Cancelar 222​(−1+2​)​:223​−1+2​​
222​(−1+2​)​
Aplicar las leyes de los exponentes: na​=an1​2​=221​=22221​(2​−1)​
Aplicar las leyes de los exponentes: xbxa​=xb−a1​22221​​=22−21​1​=22−21​−1+2​​
Restar: 2−21​=23​=223​−1+2​​
=223​−1+2​​
223​=22​
223​
223​=21+21​=21+21​
Aplicar las leyes de los exponentes: xa+b=xaxb=21⋅221​
Simplificar=22​
=22​−1+2​​
=−arccos(22​2​−1​)
=−arccos(42−2​​)
Simplificar arccos(−42​​+21​):arccos(4−2​+2​)
arccos(−42​​+21​)
Simplificar −42​​+21​en una fracción:22​−1+2​​
−42​​+21​
Mínimo común múltiplo de 4,2:4
4,2
Mínimo común múltiplo (MCM)
Descomposición en factores primos de 4:2⋅2
4
4divida por 24=2⋅2=2⋅2
Descomposición en factores primos de 2:2
2
2 es un número primo, por lo tanto, no es posible factorizar=2
Multiplicar cada factor el mayor número de veces que ocurra en cualquier 4 o 2=2⋅2
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=4
Reescribir las fracciones basandose en el mínimo común denominador
Multiplicar cada numerador por la misma cantidad necesaria para multiplicar el denominador correspondiente y convertirlo en el mínimo común denominador
Para 21​:multiplicar el denominador y el numerador por 221​=2⋅21⋅2​=42​
=−42​​+42​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=4−2​+2​
Factorizar −2​+2:2​(−1+2​)
−2​+2
2=2​2​=−2​+2​2​
Factorizar el termino común 2​=2​(−1+2​)
=42​(−1+2​)​
Factorizar 4:22
Factorizar 4=22
=222​(2​−1)​
Cancelar 222​(−1+2​)​:223​−1+2​​
222​(−1+2​)​
Aplicar las leyes de los exponentes: na​=an1​2​=221​=22221​(2​−1)​
Aplicar las leyes de los exponentes: xbxa​=xb−a1​22221​​=22−21​1​=22−21​−1+2​​
Restar: 2−21​=23​=223​−1+2​​
=223​−1+2​​
223​=22​
223​
223​=21+21​=21+21​
Aplicar las leyes de los exponentes: xa+b=xaxb=21⋅221​
Simplificar=22​
=22​−1+2​​
=arccos(22​−1+2​​)
=arccos(4−2​+2​)
−arccos(4−2​+2​)+2πn<x<arccos(4−2​+2​)+2πn
cos(x)<42​​+21​:arccos(42​+2​)+2πn<x<2π−arccos(42​+2​)+2πn
cos(x)<42​​+21​
Para cos(x)<a, si −1<a≤1 entonces arccos(a)+2πn<x<2π−arccos(a)+2πnarccos(42​​+21​)+2πn<x<2π−arccos(42​​+21​)+2πn
Simplificar arccos(42​​+21​):arccos(42​+2​)
arccos(42​​+21​)
Simplificar 42​​+21​en una fracción:22​1+2​​
42​​+21​
Mínimo común múltiplo de 4,2:4
4,2
Mínimo común múltiplo (MCM)
Descomposición en factores primos de 4:2⋅2
4
4divida por 24=2⋅2=2⋅2
Descomposición en factores primos de 2:2
2
2 es un número primo, por lo tanto, no es posible factorizar=2
Multiplicar cada factor el mayor número de veces que ocurra en cualquier 4 o 2=2⋅2
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=4
Reescribir las fracciones basandose en el mínimo común denominador
Multiplicar cada numerador por la misma cantidad necesaria para multiplicar el denominador correspondiente y convertirlo en el mínimo común denominador
Para 21​:multiplicar el denominador y el numerador por 221​=2⋅21⋅2​=42​
=42​​+42​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=42​+2​
Factorizar 2​+2:2​(1+2​)
2​+2
2=2​2​=2​+2​2​
Factorizar el termino común 2​=2​(1+2​)
=42​(1+2​)​
Factorizar 4:22
Factorizar 4=22
=222​(1+2​)​
Cancelar 222​(1+2​)​:223​1+2​​
222​(1+2​)​
Aplicar las leyes de los exponentes: na​=an1​2​=221​=22221​(1+2​)​
Aplicar las leyes de los exponentes: xbxa​=xb−a1​22221​​=22−21​1​=22−21​1+2​​
Restar: 2−21​=23​=223​1+2​​
=223​1+2​​
223​=22​
223​
223​=21+21​=21+21​
Aplicar las leyes de los exponentes: xa+b=xaxb=21⋅221​
Simplificar=22​
=22​1+2​​
=arccos(22​1+2​​)
=arccos(42​+2​)
Simplificar 2π−arccos(42​​+21​):2π−arccos(42​+2​)
2π−arccos(42​​+21​)
Simplificar 42​​+21​en una fracción:42​+2​
42​​+21​
Mínimo común múltiplo de 4,2:4
4,2
Mínimo común múltiplo (MCM)
Descomposición en factores primos de 4:2⋅2
4
4divida por 24=2⋅2=2⋅2
Descomposición en factores primos de 2:2
2
2 es un número primo, por lo tanto, no es posible factorizar=2
Multiplicar cada factor el mayor número de veces que ocurra en cualquier 4 o 2=2⋅2
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=4
Reescribir las fracciones basandose en el mínimo común denominador
Multiplicar cada numerador por la misma cantidad necesaria para multiplicar el denominador correspondiente y convertirlo en el mínimo común denominador
Para 21​:multiplicar el denominador y el numerador por 221​=2⋅21⋅2​=42​
=42​​+42​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=42​+2​
=2π−arccos(42+2​​)
arccos(42​+2​)+2πn<x<2π−arccos(42​+2​)+2πn
Combinar los rangos−arccos(4−2​+2​)+2πn<x<arccos(4−2​+2​)+2πnandarccos(42​+2​)+2πn<x<2π−arccos(42​+2​)+2πn
Mezclar intervalos sobrepuestosarccos(42​+2​)+2πn<x<arccos(4−2​+2​)+2πnor−arccos(4−2​+2​)+2π+2πn<x<2π−arccos(42​+2​)+2πn

Ejemplos populares

sin(a)<0sin(a)<0sin^{(2)}(x)<= ((1))/((2))sin(2)(x)≤(2)(1)​cos^2(x)-1/4 <= 0cos2(x)−41​≤0-sin(θ)+cos(θ)-sqrt(10)<0−sin(θ)+cos(θ)−10​<0cos(x)+sqrt(3)sin(x)>= sqrt(2)cos(x)+3​sin(x)≥2​
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