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3+2cos(x)=4cos(x/2)

Solución

3 + 2 cos (x) = 4 cos (\frac{x}{2})

Solución

x = \frac{2 π}{3} + 4 πn, x = \frac{10 π}{3} + 4 πn

Grados

x = 12 0^{\circ} + 72 0^{\circ} n, x = 60 0^{\circ} + 72 0^{\circ} n

Pasos de solución

3 + 2 cos (x) = 4 cos (\frac{x}{2})

Restar

4 cos (\frac{x}{2})

de ambos lados

3 + 2 cos (x) - 4 cos (\frac{x}{2}) = 0

Sea:

u = \frac{x}{2}

3 + 2 cos (2 u) - 4 cos (u) = 0

Re-escribir usando identidades trigonométricas

3 + 2 cos (2 u) - 4 cos (u)

Utilizar la identidad trigonométrica del ángulo doble:

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

= 3 + 2 (2 cos^{2} (u) - 1) - 4 cos (u)

Simplificar

3 + 2 (2 cos^{2} (u) - 1) - 4 cos (u) : 4 cos^{2} (u) - 4 cos (u) + 1

3 + 2 (2 cos^{2} (u) - 1) - 4 cos (u)

Expandir

2 (2 cos^{2} (u) - 1) : 4 cos^{2} (u) - 2

2 (2 cos^{2} (u) - 1)

Poner los parentesis utilizando:

a (b - c) = ab - a c

a = 2, b = 2 cos^{2} (u), c = 1

= 2 \cdot 2 cos^{2} (u) - 2 \cdot 1

Simplificar

2 \cdot 2 cos^{2} (u) - 2 \cdot 1 : 4 cos^{2} (u) - 2

2 \cdot 2 cos^{2} (u) - 2 \cdot 1

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 2 = 4

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

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 1 = 2

= 4 cos^{2} (u) - 2

= 4 cos^{2} (u) - 2

= 3 + 4 cos^{2} (u) - 2 - 4 cos (u)

Simplificar

3 + 4 cos^{2} (u) - 2 - 4 cos (u) : 4 cos^{2} (u) - 4 cos (u) + 1

3 + 4 cos^{2} (u) - 2 - 4 cos (u)

Agrupar términos semejantes

= 4 cos^{2} (u) - 4 cos (u) + 3 - 2

Sumar/restar lo siguiente:

3 - 2 = 1

= 4 cos^{2} (u) - 4 cos (u) + 1

= 4 cos^{2} (u) - 4 cos (u) + 1

= 4 cos^{2} (u) - 4 cos (u) + 1

1 - 4 cos (u) + 4 cos^{2} (u) = 0

Usando el método de sustitución

1 - 4 cos (u) + 4 cos^{2} (u) = 0

Sea:

cos (u) = u

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

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

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

Escribir en la forma binómica

a x^{2} + b x + c = 0

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

Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:

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

Formula general para ecuaciones de segundo grado:

Para

a = 4, b = - 4, c = 1

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

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

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

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

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

n

es par

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

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

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 4 \cdot 1 = 16

= 4^{2} - 16

4^{2} = 16

= 16 - 16

Restar:

16 - 16 = 0

= 0

u_{1, 2} = \frac{- ( - 4 ) \pm 0}{2 \cdot 4}

u = \frac{- ( - 4 )}{2 \cdot 4}

\frac{- ( - 4 )}{2 \cdot 4} = \frac{1}{2}

\frac{- ( - 4 )}{2 \cdot 4}

Aplicar la regla

- (- a) = a

= \frac{4}{2 \cdot 4}

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 4 = 8

= \frac{4}{8}

Eliminar los terminos comunes:

4

= \frac{1}{2}

u = \frac{1}{2}

La solución a la ecuación de segundo grado es:

u = \frac{1}{2}

Sustituir en la ecuación

u = cos (u)

cos (u) = \frac{1}{2}

cos (u) = \frac{1}{2}

cos (u) = \frac{1}{2} : u = \frac{π}{3} + 2 πn, u = \frac{5 π}{3} + 2 πn

cos (u) = \frac{1}{2}

Soluciones generales para

cos (u) = \frac{1}{2}

cos (x)

tabla de valores periódicos con

2 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} cos (x) 1 \frac{3}{2} \frac{2}{2} \frac{1}{2} 0 - \frac{1}{2} - \frac{2}{2} - \frac{3}{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} cos (x) - 1 - \frac{3}{2} - \frac{2}{2} - \frac{1}{2} 0 \frac{1}{2} \frac{2}{2} \frac{3}{2}

u = \frac{π}{3} + 2 πn, u = \frac{5 π}{3} + 2 πn

u = \frac{π}{3} + 2 πn, u = \frac{5 π}{3} + 2 πn

Combinar toda las soluciones

u = \frac{π}{3} + 2 πn, u = \frac{5 π}{3} + 2 πn

Sustituir en la ecuación

u = \frac{x}{2}

\frac{x}{2} = \frac{π}{3} + 2 πn : x = \frac{2 π}{3} + 4 πn

\frac{x}{2} = \frac{π}{3} + 2 πn

Multiplicar ambos lados por

2

\frac{x}{2} = \frac{π}{3} + 2 πn

Multiplicar ambos lados por

2

\frac{2 x}{2} = 2 \cdot \frac{π}{3} + 2 \cdot 2 πn

Simplificar

\frac{2 x}{2} = 2 \cdot \frac{π}{3} + 2 \cdot 2 πn

Simplificar

\frac{2 x}{2} : x

\frac{2 x}{2}

Dividir:

\frac{2}{2} = 1

= x

Simplificar

2 \cdot \frac{π}{3} + 2 \cdot 2 πn : \frac{2 π}{3} + 4 πn

2 \cdot \frac{π}{3} + 2 \cdot 2 πn

Multiplicar

2 \cdot \frac{π}{3} : \frac{2 π}{3}

2 \cdot \frac{π}{3}

Multiplicar fracciones:

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

= \frac{π 2}{3}

= \frac{2 π}{3} + 2 \cdot 2 πn

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 2 = 4

= \frac{2 π}{3} + 4 πn

x = \frac{2 π}{3} + 4 πn

x = \frac{2 π}{3} + 4 πn

x = \frac{2 π}{3} + 4 πn

\frac{x}{2} = \frac{5 π}{3} + 2 πn : x = \frac{10 π}{3} + 4 πn

\frac{x}{2} = \frac{5 π}{3} + 2 πn

Multiplicar ambos lados por

2

\frac{x}{2} = \frac{5 π}{3} + 2 πn

Multiplicar ambos lados por

2

\frac{2 x}{2} = 2 \cdot \frac{5 π}{3} + 2 \cdot 2 πn

Simplificar

\frac{2 x}{2} = 2 \cdot \frac{5 π}{3} + 2 \cdot 2 πn

Simplificar

\frac{2 x}{2} : x

\frac{2 x}{2}

Dividir:

\frac{2}{2} = 1

= x

Simplificar

2 \cdot \frac{5 π}{3} + 2 \cdot 2 πn : \frac{10 π}{3} + 4 πn

2 \cdot \frac{5 π}{3} + 2 \cdot 2 πn

2 \cdot \frac{5 π}{3} = \frac{10 π}{3}

2 \cdot \frac{5 π}{3}

Multiplicar fracciones:

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

= \frac{5 π 2}{3}

Multiplicar los numeros:

5 \cdot 2 = 10

= \frac{10 π}{3}

2 \cdot 2 πn = 4 πn

2 \cdot 2 πn

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 2 = 4

= 4 πn

= \frac{10 π}{3} + 4 πn

x = \frac{10 π}{3} + 4 πn

x = \frac{10 π}{3} + 4 πn

x = \frac{10 π}{3} + 4 πn

x = \frac{2 π}{3} + 4 πn, x = \frac{10 π}{3} + 4 πn

Ejemplos populares

-sqrt(3)sin(x)=cos(x)

- 3 sin (x) = cos (x)

2csc^2(x)=5-5cot(x)

2 csc^{2} (x) = 5 - 5 cot (x)

sin(x+0.5)=0.92,0<= x<= 2pi

sin (x + 0.5) = 0.92, 0 \leq x \leq 2 π

cos(4x)=0.8-0.6

cos (4 x) = 0.8 - 0.6

5cos^2(x)=4-3sin^2(x)

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