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tan^2(x)+cot^2(x)-2=0

Solución

tan^{2} (x) + cot^{2} (x) - 2 = 0

Solución

x = \frac{π}{4} + πn, x = \frac{3 π}{4} + πn

Grados

x = 4 5^{\circ} + 18 0^{\circ} n, x = 13 5^{\circ} + 18 0^{\circ} n

Pasos de solución

tan^{2} (x) + cot^{2} (x) - 2 = 0

Re-escribir usando identidades trigonométricas

- 2 + cot^{2} (x) + tan^{2} (x)

Utilizar la identidad trigonométrica básica:

tan (x) = \frac{1}{cot ( x )}

= - 2 + cot^{2} (x) + (\frac{1}{cot ( x )})^{2}

(\frac{1}{cot ( x )})^{2} = \frac{1}{cot ^{2} ( x )}

(\frac{1}{cot ( x )})^{2}

Aplicar las leyes de los exponentes:

(\frac{a}{b})^{c} = \frac{a ^{c}}{b ^{c}}

= \frac{1 ^{2}}{cot ^{2} ( x )}

Aplicar la regla

1^{a} = 1

1^{2} = 1

= \frac{1}{cot ^{2} ( x )}

= - 2 + cot^{2} (x) + \frac{1}{cot ^{2} ( x )}

- 2 + cot^{2} (x) + \frac{1}{cot ^{2} ( x )} = 0

Usando el método de sustitución

- 2 + cot^{2} (x) + \frac{1}{cot ^{2} ( x )} = 0

Sea:

cot (x) = u

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

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

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

Multiplicar ambos lados por

u^{2}

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

Multiplicar ambos lados por

u^{2}

- 2 u^{2} + u^{2} u^{2} + \frac{1}{u ^{2}} u^{2} = 0 \cdot u^{2}

Simplificar

- 2 u^{2} + u^{2} u^{2} + \frac{1}{u ^{2}} u^{2} = 0 \cdot u^{2}

Simplificar

u^{2} u^{2} : u^{4}

u^{2} u^{2}

Aplicar las leyes de los exponentes:

a^{b} \cdot a^{c} = a^{b + c}

u^{2} u^{2} = u^{2 + 2}

= u^{2 + 2}

Sumar:

2 + 2 = 4

= u^{4}

Simplificar

\frac{1}{u ^{2}} u^{2} : 1

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

Multiplicar fracciones:

a \cdot \frac{b}{c} = \frac{a \cdot b}{c}

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

Eliminar los terminos comunes:

u^{2}

= 1

Simplificar

0 \cdot u^{2} : 0

0 \cdot u^{2}

Aplicar la regla

0 \cdot a = 0

= 0

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

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

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

Resolver

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

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

Escribir en la forma binómica

a_{n} x^{n} + \dots + a_{1} x + a_{0} = 0

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

Re-escribir la ecuación con

v = u^{2}

v^{2} = u^{4}

v^{2} - 2 v + 1 = 0

Resolver

v^{2} - 2 v + 1 = 0 : v = 1

v^{2} - 2 v + 1 = 0

Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:

v^{2} - 2 v + 1 = 0

Formula general para ecuaciones de segundo grado:

Para

a = 1, b = - 2, c = 1

v_{1, 2} = \frac{- ( - 2 ) \pm ( - 2 ) ^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 1}{2 \cdot 1}

v_{1, 2} = \frac{- ( - 2 ) \pm ( - 2 ) ^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 1}{2 \cdot 1}

(- 2)^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 1 = 0

(- 2)^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 1

Aplicar las leyes de los exponentes:

(- a)^{n} = a^{n},

n

es par

(- 2)^{2} = 2^{2}

= 2^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 1

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 1 \cdot 1 = 4

= 2^{2} - 4

2^{2} = 4

= 4 - 4

Restar:

4 - 4 = 0

= 0

v_{1, 2} = \frac{- ( - 2 ) \pm 0}{2 \cdot 1}

v = \frac{- ( - 2 )}{2 \cdot 1}

\frac{- ( - 2 )}{2 \cdot 1} = 1

\frac{- ( - 2 )}{2 \cdot 1}

Aplicar la regla

- (- a) = a

= \frac{2}{2 \cdot 1}

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 1 = 2

= \frac{2}{2}

Aplicar la regla

\frac{a}{a} = 1

= 1

v = 1

La solución a la ecuación de segundo grado es:

v = 1

v = 1

Sustituir hacia atrás la

v = u^{2},

resolver para

u

Resolver

u^{2} = 1 : u = 1, u = - 1

u^{2} = 1

Para

x^{2} = f (a)

las soluciones son

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

u = 1, u = - 1

1 = 1

1

Aplicar la regla

1 = 1

= 1

- 1 = - 1

- 1

Aplicar la regla

1 = 1

= - 1

u = 1, u = - 1

Las soluciones son

u = 1, u = - 1

u = 1, u = - 1

Verificar las soluciones

Encontrar los puntos no definidos (singularidades):

u = 0

Tomar el(los) denominador(es) de

- 2 + u^{2} + \frac{1}{u ^{2}}

y comparar con cero

Resolver

u^{2} = 0 : u = 0

u^{2} = 0

Aplicar la regla

x^{n} = 0 \Rightarrow x = 0

u = 0

Los siguientes puntos no están definidos

u = 0

Combinar los puntos no definidos con las soluciones:

u = 1, u = - 1

Sustituir en la ecuación

u = cot (x)

cot (x) = 1, cot (x) = - 1

cot (x) = 1, cot (x) = - 1

cot (x) = 1 : x = \frac{π}{4} + πn

cot (x) = 1

Soluciones generales para

cot (x) = 1

cot (x)

tabla de valores periódicos con

πn

intervalos:

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} cot (x) \mp \infty 31 \frac{3}{3} 0 - \frac{3}{3} - 1 - 3

x = \frac{π}{4} + πn

x = \frac{π}{4} + πn

cot (x) = - 1 : x = \frac{3 π}{4} + πn

cot (x) = - 1

Soluciones generales para

cot (x) = - 1

cot (x)

tabla de valores periódicos con

πn

intervalos:

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} cot (x) \mp \infty 31 \frac{3}{3} 0 - \frac{3}{3} - 1 - 3

x = \frac{3 π}{4} + πn

x = \frac{3 π}{4} + πn

Combinar toda las soluciones

x = \frac{π}{4} + πn, x = \frac{3 π}{4} + πn

Ejemplos populares

12sin(C)+6=5sin(C)+6

12 sin (C) + 6 = 5 sin (C) + 6

10sin(t)cos(t)=-6sin(t)

10 sin (t) cos (t) = - 6 sin (t)

sin(2x)=sqrt(1/2)

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

(1+2cos(2x))^2=0

(1 + 2 cos (2 x))^{2} = 0

2+sqrt(3)tan(x)=3

2 + 3 tan (x) = 3