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3sin(2x)=5cos^2(2x)-1

Solución

3 sin (2 x) = 5 cos^{2} (2 x) - 1

Solución

x = \frac{0.69892 \dots}{2} + πn, x = \frac{π}{2} - \frac{0.69892 \dots}{2} + πn

Grados

x = 20.02283 \dots^{\circ} + 18 0^{\circ} n, x = 69.97716 \dots^{\circ} + 18 0^{\circ} n

Pasos de solución

3 sin (2 x) = 5 cos^{2} (2 x) - 1

Restar

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

de ambos lados

3 sin (2 x) - 5 cos^{2} (2 x) + 1 = 0

Re-escribir usando identidades trigonométricas

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

Utilizar la identidad pitagórica:

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

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

= 1 + 3 sin (2 x) - 5 (1 - sin^{2} (2 x))

Simplificar

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

1 + 3 sin (2 x) - 5 (1 - sin^{2} (2 x))

Expandir

- 5 (1 - sin^{2} (2 x)) : - 5 + 5 sin^{2} (2 x)

- 5 (1 - sin^{2} (2 x))

Poner los parentesis utilizando:

a (b - c) = ab - a c

a = - 5, b = 1, c = sin^{2} (2 x)

= - 5 \cdot 1 - (- 5) sin^{2} (2 x)

Aplicar las reglas de los signos

- (- a) = a

= - 5 \cdot 1 + 5 sin^{2} (2 x)

Multiplicar los numeros:

5 \cdot 1 = 5

= - 5 + 5 sin^{2} (2 x)

= 1 + 3 sin (2 x) - 5 + 5 sin^{2} (2 x)

Simplificar

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

1 + 3 sin (2 x) - 5 + 5 sin^{2} (2 x)

Agrupar términos semejantes

= 3 sin (2 x) + 5 sin^{2} (2 x) + 1 - 5

Sumar/restar lo siguiente:

1 - 5 = - 4

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

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

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

- 4 + 3 sin (2 x) + 5 sin^{2} (2 x) = 0

Usando el método de sustitución

- 4 + 3 sin (2 x) + 5 sin^{2} (2 x) = 0

Sea:

sin (2 x) = u

- 4 + 3 u + 5 u^{2} = 0

- 4 + 3 u + 5 u^{2} = 0 : u = \frac{- 3 + 89}{10}, u = \frac{- 3 - 89}{10}

- 4 + 3 u + 5 u^{2} = 0

Escribir en la forma binómica

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

5 u^{2} + 3 u - 4 = 0

Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:

5 u^{2} + 3 u - 4 = 0

Formula general para ecuaciones de segundo grado:

Para

a = 5, b = 3, c = - 4

u_{1, 2} = \frac{- 3 \pm 3 ^{2} - 4 \cdot 5 ( - 4 )}{2 \cdot 5}

u_{1, 2} = \frac{- 3 \pm 3 ^{2} - 4 \cdot 5 ( - 4 )}{2 \cdot 5}

3^{2} - 4 \cdot 5 (- 4) = 89

3^{2} - 4 \cdot 5 (- 4)

Aplicar la regla

- (- a) = a

= 3^{2} + 4 \cdot 5 \cdot 4

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 5 \cdot 4 = 80

= 3^{2} + 80

3^{2} = 9

= 9 + 80

Sumar:

9 + 80 = 89

= 89

u_{1, 2} = \frac{- 3 \pm 89}{2 \cdot 5}

Separar las soluciones

u_{1} = \frac{- 3 + 89}{2 \cdot 5}, u_{2} = \frac{- 3 - 89}{2 \cdot 5}

u = \frac{- 3 + 89}{2 \cdot 5} : \frac{- 3 + 89}{10}

\frac{- 3 + 89}{2 \cdot 5}

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 5 = 10

= \frac{- 3 + 89}{10}

u = \frac{- 3 - 89}{2 \cdot 5} : \frac{- 3 - 89}{10}

\frac{- 3 - 89}{2 \cdot 5}

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 5 = 10

= \frac{- 3 - 89}{10}

Las soluciones a la ecuación de segundo grado son:

u = \frac{- 3 + 89}{10}, u = \frac{- 3 - 89}{10}

Sustituir en la ecuación

u = sin (2 x)

sin (2 x) = \frac{- 3 + 89}{10}, sin (2 x) = \frac{- 3 - 89}{10}

sin (2 x) = \frac{- 3 + 89}{10}, sin (2 x) = \frac{- 3 - 89}{10}

sin (2 x) = \frac{- 3 + 89}{10} : x = \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn, x = \frac{π}{2} - \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn

sin (2 x) = \frac{- 3 + 89}{10}

Aplicar propiedades trigonométricas inversas

sin (2 x) = \frac{- 3 + 89}{10}

Soluciones generales para

sin (2 x) = \frac{- 3 + 89}{10}

sin (x) = a \Rightarrow x = arcsin (a) + 2 πn, x = π - arcsin (a) + 2 πn

2 x = arcsin (\frac{- 3 + 89}{10}) + 2 πn, 2 x = π - arcsin (\frac{- 3 + 89}{10}) + 2 πn

2 x = arcsin (\frac{- 3 + 89}{10}) + 2 πn, 2 x = π - arcsin (\frac{- 3 + 89}{10}) + 2 πn

Resolver

2 x = arcsin (\frac{- 3 + 89}{10}) + 2 πn : x = \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn

2 x = arcsin (\frac{- 3 + 89}{10}) + 2 πn

Dividir ambos lados entre

2

2 x = arcsin (\frac{- 3 + 89}{10}) + 2 πn

Dividir ambos lados entre

2

\frac{2 x}{2} = \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + \frac{2 πn}{2}

Simplificar

x = \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn

x = \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn

Resolver

2 x = π - arcsin (\frac{- 3 + 89}{10}) + 2 πn : x = \frac{π}{2} - \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn

2 x = π - arcsin (\frac{- 3 + 89}{10}) + 2 πn

Dividir ambos lados entre

2

2 x = π - arcsin (\frac{- 3 + 89}{10}) + 2 πn

Dividir ambos lados entre

2

\frac{2 x}{2} = \frac{π}{2} - \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + \frac{2 πn}{2}

Simplificar

x = \frac{π}{2} - \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn

x = \frac{π}{2} - \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn

x = \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn, x = \frac{π}{2} - \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn

sin (2 x) = \frac{- 3 - 89}{10} :

Sin solución

sin (2 x) = \frac{- 3 - 89}{10}

- 1 \leq sin (x) \leq 1

Sin soluci \overset{o}{ˊ} n

Combinar toda las soluciones

x = \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn, x = \frac{π}{2} - \frac{arcsin ( \frac{- 3 + 89}{10} )}{2} + πn

Mostrar soluciones en forma decimal

x = \frac{0.69892 \dots}{2} + πn, x = \frac{π}{2} - \frac{0.69892 \dots}{2} + πn

Ejemplos populares

sin(x)=2,sin^2(x)=0

sin (x) = 2, sin^{2} (x) = 0

cos(θ)=-sqrt(2)

cos (θ) = - 2

-8cos(2x)=0,(-pi,pi)

- 8 cos (2 x) = 0, (- π, π)

1.66=sin(x)

1.66 = sin (x)

sin(x)=(3pi)/2

sin (x) = \frac{3 π}{2}