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Popular Trigonometria >

(4cos^2(x)-3)/(sin(x)+cos(x)+5)<0

Solução

\frac{4 cos ^{2} ( x ) - 3}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5} < 0

Solução

\frac{π}{6} + 2 πn < x < \frac{5 π}{6} + 2 πn or \frac{7 π}{6} + 2 πn < x < \frac{11 π}{6} + 2 πn

Notação de intervalo

(\frac{π}{6} + 2 πn, \frac{5 π}{6} + 2 πn) \cup (\frac{7 π}{6} + 2 πn, \frac{11 π}{6} + 2 πn)

Decimal

0.52359 \dots + 2 πn < x < 2.61799 \dots + 2 πn or 3.66519 \dots + 2 πn < x < 5.75958 \dots + 2 πn

Passos da solução

\frac{4 cos ^{2} ( x ) - 3}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5} < 0

Usar a seguinte identidade:

cos^{2} (x) + sin^{2} (x) = 1

Portanto

cos^{2} (x) = 1 - sin^{2} (x)

\frac{4 ( 1 - sin ^{2} ( x ) ) - 3}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5} < 0

Simplificar

\frac{4 ( 1 - sin ^{2} ( x ) ) - 3}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5} : \frac{- 4 sin ^{2} ( x ) + 1}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5}

\frac{4 ( 1 - sin ^{2} ( x ) ) - 3}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5}

Expandir

4 (1 - sin^{2} (x)) - 3 : - 4 sin^{2} (x) + 1

4 (1 - sin^{2} (x)) - 3

Expandir

4 (1 - sin^{2} (x)) : 4 - 4 sin^{2} (x)

4 (1 - sin^{2} (x))

Colocar os parênteses utilizando:

a (b - c) = ab - a c

a = 4, b = 1, c = sin^{2} (x)

= 4 \cdot 1 - 4 sin^{2} (x)

Multiplicar os números:

4 \cdot 1 = 4

= 4 - 4 sin^{2} (x)

= 4 - 4 sin^{2} (x) - 3

Simplificar

4 - 4 sin^{2} (x) - 3 : - 4 sin^{2} (x) + 1

4 - 4 sin^{2} (x) - 3

Agrupar termos semelhantes

= - 4 sin^{2} (x) + 4 - 3

Somar/subtrair:

4 - 3 = 1

= - 4 sin^{2} (x) + 1

= - 4 sin^{2} (x) + 1

= \frac{- 4 sin ^{2} ( x ) + 1}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5}

\frac{- 4 sin ^{2} ( x ) + 1}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5} < 0

Periodicidade de

\frac{- 4 sin ^{2} ( x ) + 1}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5} : 2 π

\frac{- 4 sin ^{2} ( x ) + 1}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5}

é composta pelas seguintes funções e períodos:

sin (x)

com periodicidade de

2 π

A periodicidade composta é:

= 2 π

Encontre os zeros e pontos indefinidos de

\frac{- 4 sin ^{2} ( x ) + 1}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5}

para

0 \leq x < 2 π

Para encontrar os zeros, defina a desigualdade como zero

\frac{- 4 sin ^{2} ( x ) + 1}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5} = 0

\frac{- 4 sin ^{2} ( x ) + 1}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5} = 0, 0 \leq x < 2 π : x = \frac{π}{6}, x = \frac{5 π}{6}, x = \frac{7 π}{6}, x = \frac{11 π}{6}

\frac{- 4 sin ^{2} ( x ) + 1}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5} = 0, 0 \leq x < 2 π

\frac{f ( x )}{g ( x )} = 0 \Rightarrow f (x) = 0

- 4 sin^{2} (x) + 1 = 0

Usando o método de substituição

- 4 sin^{2} (x) + 1 = 0

Sea:

sin (x) = u

- 4 u^{2} + 1 = 0

- 4 u^{2} + 1 = 0 : u = \frac{1}{2}, u = - \frac{1}{2}

- 4 u^{2} + 1 = 0

Mova

1

para o lado direito

- 4 u^{2} + 1 = 0

Subtrair

1

de ambos os lados

- 4 u^{2} + 1 - 1 = 0 - 1

Simplificar

- 4 u^{2} = - 1

- 4 u^{2} = - 1

Dividir ambos os lados por

- 4

- 4 u^{2} = - 1

Dividir ambos os lados por

- 4

\frac{- 4 u ^{2}}{- 4} = \frac{- 1}{- 4}

Simplificar

u^{2} = \frac{1}{4}

u^{2} = \frac{1}{4}

Para

x^{2} = f (a)

as soluções são

x = f (a), - f (a)

u = \frac{1}{4}, u = - \frac{1}{4}

\frac{1}{4} = \frac{1}{2}

\frac{1}{4}

Aplicar a seguinte propriedade dos radicais:

n \frac{a}{b} = \frac{n a}{n b},

assumindo que

a \geq 0, b \geq 0

= \frac{1}{4}

4 = 2

4

Fatorar o número:

4 = 2^{2}

= 2^{2}

Aplicar as propriedades dos radicais:

n a^{n} = a

2^{2} = 2

= 2

= \frac{1}{2}

Aplicar a regra

1 = 1

= \frac{1}{2}

- \frac{1}{4} = - \frac{1}{2}

- \frac{1}{4}

Simplificar

\frac{1}{4} : \frac{1}{2}

\frac{1}{4}

Aplicar a seguinte propriedade dos radicais:

n \frac{a}{b} = \frac{n a}{n b},

assumindo que

a \geq 0, b \geq 0

= \frac{1}{4}

4 = 2

4

Fatorar o número:

4 = 2^{2}

= 2^{2}

Aplicar as propriedades dos radicais:

n a^{n} = a

2^{2} = 2

= 2

= \frac{1}{2}

= - \frac{1}{2}

Aplicar a regra

1 = 1

= - \frac{1}{2}

u = \frac{1}{2}, u = - \frac{1}{2}

Substituir na equação

u = sin (x)

sin (x) = \frac{1}{2}, sin (x) = - \frac{1}{2}

sin (x) = \frac{1}{2}, sin (x) = - \frac{1}{2}

sin (x) = \frac{1}{2}, 0 \leq x < 2 π : x = \frac{π}{6}, x = \frac{5 π}{6}

sin (x) = \frac{1}{2}, 0 \leq x < 2 π

Soluções gerais para

sin (x) = \frac{1}{2}

sin (x)

tabela de periodicidade com ciclo de

2 πn

x 0 \frac{π}{6} \frac{π}{4} \frac{π}{3} \frac{π}{2} \frac{2 π}{3} \frac{3 π}{4} \frac{5 π}{6} sin (x) 0 \frac{1}{2} \frac{2}{2} \frac{3}{2} 1 \frac{3}{2} \frac{2}{2} \frac{1}{2} x π \frac{7 π}{6} \frac{5 π}{4} \frac{4 π}{3} \frac{3 π}{2} \frac{5 π}{3} \frac{7 π}{4} \frac{11 π}{6} sin (x) 0 - \frac{1}{2} - \frac{2}{2} - \frac{3}{2} - 1 - \frac{3}{2} - \frac{2}{2} - \frac{1}{2}

x = \frac{π}{6} + 2 πn, x = \frac{5 π}{6} + 2 πn

x = \frac{π}{6} + 2 πn, x = \frac{5 π}{6} + 2 πn

Soluções para o intervalo

0 \leq x < 2 π

x = \frac{π}{6}, x = \frac{5 π}{6}

sin (x) = - \frac{1}{2}, 0 \leq x < 2 π : x = \frac{7 π}{6}, x = \frac{11 π}{6}

sin (x) = - \frac{1}{2}, 0 \leq x < 2 π

Soluções gerais para

sin (x) = - \frac{1}{2}

sin (x)

tabela de periodicidade com ciclo de

2 πn

x 0 \frac{π}{6} \frac{π}{4} \frac{π}{3} \frac{π}{2} \frac{2 π}{3} \frac{3 π}{4} \frac{5 π}{6} sin (x) 0 \frac{1}{2} \frac{2}{2} \frac{3}{2} 1 \frac{3}{2} \frac{2}{2} \frac{1}{2} x π \frac{7 π}{6} \frac{5 π}{4} \frac{4 π}{3} \frac{3 π}{2} \frac{5 π}{3} \frac{7 π}{4} \frac{11 π}{6} sin (x) 0 - \frac{1}{2} - \frac{2}{2} - \frac{3}{2} - 1 - \frac{3}{2} - \frac{2}{2} - \frac{1}{2}

x = \frac{7 π}{6} + 2 πn, x = \frac{11 π}{6} + 2 πn

x = \frac{7 π}{6} + 2 πn, x = \frac{11 π}{6} + 2 πn

Soluções para o intervalo

0 \leq x < 2 π

x = \frac{7 π}{6}, x = \frac{11 π}{6}

Combinar toda as soluções

x = \frac{π}{6}, x = \frac{5 π}{6}, x = \frac{7 π}{6}, x = \frac{11 π}{6}

Encontre os pontos indefinidos:

Sem solução

Encontre os zeros do denominador

sin (x) + cos (x) + 5 = 0

Reeecreva usando identidades trigonométricas

sin (x) + cos (x) + 5

sin (x) + cos (x) = 2 sin (x + \frac{π}{4})

sin (x) + cos (x)

Reescrever como

= 2 (\frac{1}{2} sin (x) + \frac{1}{2} cos (x))

Utilizar a seguinte identidade trivial:

cos (\frac{π}{4}) = \frac{1}{2}

Utilizar a seguinte identidade trivial:

sin (\frac{π}{4}) = \frac{1}{2}

= 2 (cos (\frac{π}{4}) sin (x) + sin (\frac{π}{4}) cos (x))

Use a identidade de soma de ângulos:

sin (s + t) = sin (s) cos (t) + cos (s) sin (t)

= 2 sin (x + \frac{π}{4})

= 5 + 2 sin (x + \frac{π}{4})

5 + 2 sin (x + \frac{π}{4}) = 0

Mova

5

para o lado direito

5 + 2 sin (x + \frac{π}{4}) = 0

Subtrair

5

de ambos os lados

5 + 2 sin (x + \frac{π}{4}) - 5 = 0 - 5

Simplificar

2 sin (x + \frac{π}{4}) = - 5

2 sin (x + \frac{π}{4}) = - 5

Dividir ambos os lados por

2

2 sin (x + \frac{π}{4}) = - 5

Dividir ambos os lados por

2

\frac{2 sin ( x + \frac{π}{4} )}{2} = \frac{- 5}{2}

Simplificar

\frac{2 sin ( x + \frac{π}{4} )}{2} = \frac{- 5}{2}

Simplificar

\frac{2 sin ( x + \frac{π}{4} )}{2} : sin (x + \frac{π}{4})

\frac{2 sin ( x + \frac{π}{4} )}{2}

Eliminar o fator comum:

2

= sin (x + \frac{π}{4})

Simplificar

\frac{- 5}{2} : - \frac{5 2}{2}

\frac{- 5}{2}

Aplicar as propriedades das frações:

\frac{- a}{b} = - \frac{a}{b}

= - \frac{5}{2}

Racionalizar

- \frac{5}{2} : - \frac{5 2}{2}

- \frac{5}{2}

Multiplicar pelo conjugado

\frac{2}{2}

= - \frac{5 2}{2 2}

22 = 2

22

Aplicar as propriedades dos radicais:

a a = a

22 = 2

= 2

= - \frac{5 2}{2}

= - \frac{5 2}{2}

sin (x + \frac{π}{4}) = - \frac{5 2}{2}

sin (x + \frac{π}{4}) = - \frac{5 2}{2}

sin (x + \frac{π}{4}) = - \frac{5 2}{2}

- 1 \leq sin (x) \leq 1

Sem solu \overset{c}{\c} \tilde{a} o para x \in R

\frac{π}{6}, \frac{5 π}{6}, \frac{7 π}{6}, \frac{11 π}{6}

Identifique os intervalos

0 < x < \frac{π}{6}, \frac{π}{6} < x < \frac{5 π}{6}, \frac{5 π}{6} < x < \frac{7 π}{6}, \frac{7 π}{6} < x < \frac{11 π}{6}, \frac{11 π}{6} < x < 2 π

Resumir em uma tabela:

- 4 sin^{2} (x) + 1 sin (x) + cos (x) + 5 \frac{- 4 s i n ^{2} ( x ) + 1}{s i n ( x ) + c o s ( x ) + 5} x = 0 + + + 0 < x < \frac{π}{6} + + + x = \frac{π}{6} 0 + 0 \frac{π}{6} < x < \frac{5 π}{6} - + - x = \frac{5 π}{6} 0 + 0 \frac{5 π}{6} < x < \frac{7 π}{6} + + + x = \frac{7 π}{6} 0 + 0 \frac{7 π}{6} < x < \frac{11 π}{6} - + - x = \frac{11 π}{6} 0 + 0 \frac{11 π}{6} < x < 2 π + + + x = 2 π + + +

Identifique os intervalos que satisfaçam à condição necessária:

< 0

\frac{π}{6} < x < \frac{5 π}{6} or \frac{7 π}{6} < x < \frac{11 π}{6}

Utilizar a periodicidade de

\frac{- 4 sin ^{2} ( x ) + 1}{sin ( x ) + cos ( x ) + 5}

\frac{π}{6} + 2 πn < x < \frac{5 π}{6} + 2 πn or \frac{7 π}{6} + 2 πn < x < \frac{11 π}{6} + 2 πn

Exemplos populares

cos(t)>= 0

cos (t) \geq 0

-1+tan(x)<= 1

- 1 + tan (x) \leq 1

cos(x)(2sin(x)-1)<= 0,-pi<x<= pi

cos (x) (2 sin (x) - 1) \leq 0, - π < x \leq π

pi/(14)-1/7 arctan(x/7)<= 0.0002

\frac{π}{14} - \frac{1}{7} arctan (\frac{x}{7}) \leq 0.0002

-sin(2x-pi/(12))<= (sqrt(2))/2

- sin (2 x - \frac{π}{12}) \leq \frac{2}{2}