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1+cos^2(x)=sin^4(x)

Solución

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

Solución

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

Grados

x = 9 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 27 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n

Pasos de solución

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

Restar

sin^{4} (x)

de ambos lados

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

Re-escribir usando identidades trigonométricas

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

Utilizar la identidad pitagórica:

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

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

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

Simplificar

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

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

Usando el método de sustitución

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

Sea:

sin (x) = u

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

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

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

Escribir en la forma binómica

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

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

Re-escribir la ecuación con

v = u^{2}

v^{2} = u^{4}

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

Resolver

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

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

Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:

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

Formula general para ecuaciones de segundo grado:

Para

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

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

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

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

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

Aplicar la regla

- (- a) = a

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

(- 1)^{2} = 1

(- 1)^{2}

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

n

es par

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

= 1^{2}

Aplicar la regla

1^{a} = 1

= 1

4 \cdot 1 \cdot 2 = 8

4 \cdot 1 \cdot 2

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 1 \cdot 2 = 8

= 8

= 1 + 8

Sumar:

1 + 8 = 9

= 9

Descomponer el número en factores primos:

9 = 3^{2}

= 3^{2}

Aplicar las leyes de los exponentes:

3^{2} = 3

= 3

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

Separar las soluciones

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

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

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

Quitar los parentesis:

(- a) = - a, - (- a) = a

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

Sumar:

1 + 3 = 4

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

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 1 = 2

= \frac{4}{- 2}

Aplicar las propiedades de las fracciones:

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

= - \frac{4}{2}

Dividir:

\frac{4}{2} = 2

= - 2

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

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

Quitar los parentesis:

(- a) = - a, - (- a) = a

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

Restar:

1 - 3 = - 2

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

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 1 = 2

= \frac{- 2}{- 2}

Aplicar las propiedades de las fracciones:

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

= \frac{2}{2}

Aplicar la regla

\frac{a}{a} = 1

= 1

Las soluciones a la ecuación de segundo grado son:

v = - 2, v = 1

v = - 2, v = 1

Sustituir hacia atrás la

v = u^{2},

resolver para

u

Resolver

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

u^{2} = - 2

Para

x^{2} = f (a)

las soluciones son

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

u = - 2, u = - - 2

Simplificar

- 2 : 2 i

- 2

Aplicar las leyes de los exponentes:

- a = - 1 a

- 2 = - 1 2

= - 1 2

Aplicar las propiedades de los numeros imaginarios:

- 1 = i

= 2 i

Simplificar

- - 2 : - 2 i

- - 2

Simplificar

- 2 : 2 i

- 2

Aplicar las leyes de los exponentes:

- a = - 1 a

- 2 = - 1 2

= - 1 2

Aplicar las propiedades de los numeros imaginarios:

- 1 = i

= 2 i

= - 2 i

u = 2 i, u = - 2 i

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 = 2 i, u = - 2 i, u = 1, u = - 1

Sustituir en la ecuación

u = sin (x)

sin (x) = 2 i, sin (x) = - 2 i, sin (x) = 1, sin (x) = - 1

sin (x) = 2 i, sin (x) = - 2 i, sin (x) = 1, sin (x) = - 1

sin (x) = 2 i :

Sin solución

sin (x) = 2 i

Sin soluci \overset{o}{ˊ} n

sin (x) = - 2 i :

Sin solución

sin (x) = - 2 i

Sin soluci \overset{o}{ˊ} n

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) = - 1 : x = \frac{3 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{3 π}{2} + 2 πn

x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

Combinar toda las soluciones

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

Ejemplos populares

cos(t)=cos(2t)

cos (t) = cos (2 t)

arctan(x+2)=arcsin(7/25)+arccos(4/5)

arctan (x + 2) = arcsin (\frac{7}{25}) + arccos (\frac{4}{5})

sec(a)= 38/13

sec (a) = \frac{38}{13}

tan(c)=0.6538

tan (c) = 0.6538

(sec^2(a))cos^2(a)=sin^2(a)

(sec^{2} (a)) cos^{2} (a) = sin^{2} (a)