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cos(x)cot(x)-3(1-sin(x))=0

Solución

cos (x) cot (x) - 3 (1 - sin (x)) = 0

Solución

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

Grados

x = 9 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 3 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 15 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n

Pasos de solución

cos (x) cot (x) - 3 (1 - sin (x)) = 0

Re-escribir usando identidades trigonométricas

- (1 - sin (x)) \cdot 3 + cos (x) cot (x)

Utilizar la identidad trigonométrica básica:

cot (x) = \frac{cos ( x )}{sin ( x )}

= - (1 - sin (x)) \cdot 3 + cos (x) \frac{cos ( x )}{sin ( x )}

cos (x) \frac{cos ( x )}{sin ( x )} = \frac{cos ^{2} ( x )}{sin ( x )}

cos (x) \frac{cos ( x )}{sin ( x )}

Multiplicar fracciones:

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

= \frac{cos ( x ) cos ( x )}{sin ( x )}

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

cos (x) cos (x)

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

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

= cos^{1 + 1} (x)

Sumar:

1 + 1 = 2

= cos^{2} (x)

= \frac{cos ^{2} ( x )}{sin ( x )}

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

Utilizar la identidad pitagórica:

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

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

= \frac{1 - sin ^{2} ( x )}{sin ( x )} - (1 - sin (x)) \cdot 3

Simplificar

\frac{1 - sin ^{2} ( x )}{sin ( x )} - (1 - sin (x)) \cdot 3 : \frac{1 + 2 sin ^{2} ( x )}{sin ( x )} - 3

\frac{1 - sin ^{2} ( x )}{sin ( x )} - (1 - sin (x)) \cdot 3

= \frac{1 - sin ^{2} ( x )}{sin ( x )} - 3 (1 - sin (x))

Expandir

- 3 (1 - sin (x)) : - 3 + 3 sin (x)

- 3 (1 - sin (x))

Poner los parentesis utilizando:

a (b - c) = ab - a c

a = - 3, b = 1, c = sin (x)

= - 3 \cdot 1 - (- 3) sin (x)

Aplicar las reglas de los signos

- (- a) = a

= - 3 \cdot 1 + 3 sin (x)

Multiplicar los numeros:

3 \cdot 1 = 3

= - 3 + 3 sin (x)

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

Combinar las fracciones usando el mínimo común denominador:

\frac{1 + 2 sin ^{2} ( x )}{sin ( x )}

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

Convertir a fracción:

3 sin (x) = \frac{3 sin ( x ) sin ( x )}{sin ( x )}

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

Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones:

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

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

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

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

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

3 sin (x) sin (x)

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

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

= 3 sin^{1 + 1} (x)

Sumar:

1 + 1 = 2

= 3 sin^{2} (x)

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

Sumar elementos similares:

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

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

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

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

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

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

Usando el método de sustitución

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

Sea:

sin (x) = u

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

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

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

Multiplicar ambos lados por

u

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

Multiplicar ambos lados por

u

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

Simplificar

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

Simplificar

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

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

Multiplicar fracciones:

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

= \frac{( 1 + 2 u ^{2} ) u}{u}

Eliminar los terminos comunes:

u

= 1 + 2 u^{2}

Simplificar

0 \cdot u : 0

0 \cdot u

Aplicar la regla

0 \cdot a = 0

= 0

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

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

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

Resolver

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

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

Escribir en la forma binómica

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

2 u^{2} - 3 u + 1 = 0

Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:

2 u^{2} - 3 u + 1 = 0

Formula general para ecuaciones de segundo grado:

Para

a = 2, b = - 3, c = 1

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

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

(- 3)^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 1 = 1

(- 3)^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 1

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

n

es par

(- 3)^{2} = 3^{2}

= 3^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 1

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 2 \cdot 1 = 8

= 3^{2} - 8

3^{2} = 9

= 9 - 8

Restar:

9 - 8 = 1

= 1

Aplicar la regla

1 = 1

= 1

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

Separar las soluciones

u_{1} = \frac{- ( - 3 ) + 1}{2 \cdot 2}, u_{2} = \frac{- ( - 3 ) - 1}{2 \cdot 2}

u = \frac{- ( - 3 ) + 1}{2 \cdot 2} : 1

\frac{- ( - 3 ) + 1}{2 \cdot 2}

Aplicar la regla

- (- a) = a

= \frac{3 + 1}{2 \cdot 2}

Sumar:

3 + 1 = 4

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

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 2 = 4

= \frac{4}{4}

Aplicar la regla

\frac{a}{a} = 1

= 1

u = \frac{- ( - 3 ) - 1}{2 \cdot 2} : \frac{1}{2}

\frac{- ( - 3 ) - 1}{2 \cdot 2}

Aplicar la regla

- (- a) = a

= \frac{3 - 1}{2 \cdot 2}

Restar:

3 - 1 = 2

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

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 2 = 4

= \frac{2}{4}

Eliminar los terminos comunes:

2

= \frac{1}{2}

Las soluciones a la ecuación de segundo grado son:

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

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

Verificar las soluciones

Encontrar los puntos no definidos (singularidades):

u = 0

Tomar el(los) denominador(es) de

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

y comparar con cero

u = 0

Los siguientes puntos no están definidos

u = 0

Combinar los puntos no definidos con las soluciones:

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

Sustituir en la ecuación

u = sin (x)

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

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

sin (x) = 1 : x = \frac{π}{2} + 2 πn

sin (x) = 1

Soluciones generales para

sin (x) = 1

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} 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}{2} + 2 πn

x = \frac{π}{2} + 2 πn

sin (x) = \frac{1}{2} : x = \frac{π}{6} + 2 πn, x = \frac{5 π}{6} + 2 πn

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

Soluciones generales para

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

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} 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

Combinar toda las soluciones

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

Ejemplos populares

18= 1/2*9*5*sin(θ)

18 = \frac{1}{2} \cdot 9 \cdot 5 \cdot sin (θ)

sqrt(2)cos^2(x)=cos^2(x)

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

sin((pix)/2)=0

sin (\frac{π x}{2}) = 0

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

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

8cos(2x)=2sin(x)+7

8 cos (2 x) = 2 sin (x) + 7