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

Solución

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

Solución

x = 2 πn, x = π + 2 πn

Grados

x = 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 18 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n

Pasos de solución

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

Restar

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

de ambos lados

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

Re-escribir usando identidades trigonométricas

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

Utilizar la identidad pitagórica:

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

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

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

Simplificar

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

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

Usando el método de sustitución

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

Sea:

sin (x) = u

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

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

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

Escribir en la forma binómica

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

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

Re-escribir la ecuación con

v = u^{2}

v^{2} = u^{4}

2 v^{2} + 2 v = 0

Resolver

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

2 v^{2} + 2 v = 0

Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:

2 v^{2} + 2 v = 0

Formula general para ecuaciones de segundo grado:

Para

a = 2, b = 2, c = 0

v_{1, 2} = \frac{- 2 \pm 2 ^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 0}{2 \cdot 2}

v_{1, 2} = \frac{- 2 \pm 2 ^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 0}{2 \cdot 2}

2^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 0 = 2

2^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 0

Aplicar la regla

0 \cdot a = 0

= 2^{2} - 0

2^{2} - 0 = 2^{2}

= 2^{2}

Aplicar la siguiente propiedad de los radicales:

asumiendo que

a \geq 0

= 2

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

Separar las soluciones

v_{1} = \frac{- 2 + 2}{2 \cdot 2}, v_{2} = \frac{- 2 - 2}{2 \cdot 2}

v = \frac{- 2 + 2}{2 \cdot 2} : 0

\frac{- 2 + 2}{2 \cdot 2}

Sumar/restar lo siguiente:

- 2 + 2 = 0

= \frac{0}{2 \cdot 2}

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 2 = 4

= \frac{0}{4}

Aplicar la regla

\frac{0}{a} = 0, a \neq = 0

= 0

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

\frac{- 2 - 2}{2 \cdot 2}

Restar:

- 2 - 2 = - 4

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

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 2 = 4

= \frac{- 4}{4}

Aplicar las propiedades de las fracciones:

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

= - \frac{4}{4}

Aplicar la regla

\frac{a}{a} = 1

= - 1

Las soluciones a la ecuación de segundo grado son:

v = 0, v = - 1

v = 0, v = - 1

Sustituir hacia atrás la

v = u^{2},

resolver para

u

Resolver

u^{2} = 0 : u = 0

u^{2} = 0

Aplicar la regla

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

u = 0

Resolver

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

u^{2} = - 1

Para

x^{2} = f (a)

las soluciones son

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

u = - 1, u = - - 1

Simplificar

- 1 : i

- 1

Aplicar las propiedades de los numeros imaginarios:

- 1 = i

= i

Simplificar

- - 1 : - i

- - 1

Aplicar las propiedades de los numeros imaginarios:

- 1 = i

= - i

u = i, u = - i

Las soluciones son

u = 0, u = i, u = - i

Sustituir en la ecuación

u = sin (x)

sin (x) = 0, sin (x) = i, sin (x) = - i

sin (x) = 0, sin (x) = i, sin (x) = - i

sin (x) = 0 : x = 2 πn, x = π + 2 πn

sin (x) = 0

Soluciones generales para

sin (x) = 0

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 = 0 + 2 πn, x = π + 2 πn

x = 0 + 2 πn, x = π + 2 πn

Resolver

x = 0 + 2 πn : x = 2 πn

x = 0 + 2 πn

0 + 2 πn = 2 πn

x = 2 πn

x = 2 πn, x = π + 2 πn

sin (x) = i :

Sin solución

sin (x) = i

Sin soluci \overset{o}{ˊ} n

sin (x) = - i :

Sin solución

sin (x) = - i

Sin soluci \overset{o}{ˊ} n

Combinar toda las soluciones

x = 2 πn, x = π + 2 πn

Ejemplos populares

tan^2(x)-1=2

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

cos(2a)= 2/3 ,sin(a)

cos (2 a) = \frac{2}{3}, sin (a)

cot(2x-3)-1=0

cot (2 x - 3) - 1 = 0

4sin^{32}(x)-3cos^2(x)=0

4 sin^{32} (x) - 3 cos^{2} (x) = 0

4tan^2(x)+15sec(x)=0

4 tan^{2} (x) + 15 sec (x) = 0