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

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Solución

cos(x)−sin(2x)=cos(3x)−sin(4x)

Solución

x=2π​+2πn,x=23π​+2πn,x=2πn,x=π+2πn,x=0.94247…+2πn,x=π−0.94247…+2πn,x=−0.31415…+2πn,x=π+0.31415…+2πn
+1
Grados
x=90∘+360∘n,x=270∘+360∘n,x=0∘+360∘n,x=180∘+360∘n,x=54∘+360∘n,x=126∘+360∘n,x=−18∘+360∘n,x=198∘+360∘n
Pasos de solución
cos(x)−sin(2x)=cos(3x)−sin(4x)
Restar cos(3x)−sin(4x) de ambos ladoscos(x)−sin(2x)−cos(3x)+sin(4x)=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
−cos(3x)+cos(x)−sin(2x)+sin(4x)
Utilizar la identidad suma-producto: sin(s)−sin(t)=2sin(2s−t​)cos(2s+t​)=−cos(3x)+cos(x)+2sin(24x−2x​)cos(24x+2x​)
2sin(24x−2x​)cos(24x+2x​)=2sin(x)cos(3x)
2sin(24x−2x​)cos(24x+2x​)
24x−2x​=x
24x−2x​
Sumar elementos similares: 4x−2x=2x=22x​
Dividir: 22​=1=x
=2sin(x)cos(24x+2x​)
24x+2x​=3x
24x+2x​
Sumar elementos similares: 4x+2x=6x=26x​
Dividir: 26​=3=3x
=2sin(x)cos(3x)
=−cos(3x)+cos(x)+2sin(x)cos(3x)
cos(3x)=4cos3(x)−3cos(x)
cos(3x)
Re-escribir usando identidades trigonométricas
cos(3x)
Reescribir como=cos(2x+x)
Utilizar la identidad de suma de ángulos: cos(s+t)=cos(s)cos(t)−sin(s)sin(t)=cos(2x)cos(x)−sin(2x)sin(x)
Utilizar la identidad trigonométrica del ángulo doble: sin(2x)=2sin(x)cos(x)=cos(2x)cos(x)−2sin(x)cos(x)sin(x)
Simplificar cos(2x)cos(x)−2sin(x)cos(x)sin(x):cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
cos(2x)cos(x)−2sin(x)cos(x)sin(x)
2sin(x)cos(x)sin(x)=2sin2(x)cos(x)
2sin(x)cos(x)sin(x)
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+csin(x)sin(x)=sin1+1(x)=2cos(x)sin1+1(x)
Sumar: 1+1=2=2cos(x)sin2(x)
=cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
=cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
=cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
Utilizar la identidad trigonométrica del ángulo doble: cos(2x)=2cos2(x)−1=(2cos2(x)−1)cos(x)−2sin2(x)cos(x)
Utilizar la identidad pitagórica: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=(2cos2(x)−1)cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x)
Expandir (2cos2(x)−1)cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x):4cos3(x)−3cos(x)
(2cos2(x)−1)cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x)
=cos(x)(2cos2(x)−1)−2cos(x)(1−cos2(x))
Expandir cos(x)(2cos2(x)−1):2cos3(x)−cos(x)
cos(x)(2cos2(x)−1)
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=cos(x),b=2cos2(x),c=1=cos(x)2cos2(x)−cos(x)1
=2cos2(x)cos(x)−1cos(x)
Simplificar 2cos2(x)cos(x)−1⋅cos(x):2cos3(x)−cos(x)
2cos2(x)cos(x)−1cos(x)
2cos2(x)cos(x)=2cos3(x)
2cos2(x)cos(x)
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+ccos2(x)cos(x)=cos2+1(x)=2cos2+1(x)
Sumar: 2+1=3=2cos3(x)
1⋅cos(x)=cos(x)
1cos(x)
Multiplicar: 1⋅cos(x)=cos(x)=cos(x)
=2cos3(x)−cos(x)
=2cos3(x)−cos(x)
=2cos3(x)−cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x)
Expandir −2cos(x)(1−cos2(x)):−2cos(x)+2cos3(x)
−2cos(x)(1−cos2(x))
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=−2cos(x),b=1,c=cos2(x)=−2cos(x)1−(−2cos(x))cos2(x)
Aplicar las reglas de los signos−(−a)=a=−2⋅1cos(x)+2cos2(x)cos(x)
Simplificar −2⋅1⋅cos(x)+2cos2(x)cos(x):−2cos(x)+2cos3(x)
−2⋅1cos(x)+2cos2(x)cos(x)
2⋅1⋅cos(x)=2cos(x)
2⋅1cos(x)
Multiplicar los numeros: 2⋅1=2=2cos(x)
2cos2(x)cos(x)=2cos3(x)
2cos2(x)cos(x)
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+ccos2(x)cos(x)=cos2+1(x)=2cos2+1(x)
Sumar: 2+1=3=2cos3(x)
=−2cos(x)+2cos3(x)
=−2cos(x)+2cos3(x)
=2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)+2cos3(x)
Simplificar 2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)+2cos3(x):4cos3(x)−3cos(x)
2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)+2cos3(x)
Agrupar términos semejantes=2cos3(x)+2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)
Sumar elementos similares: 2cos3(x)+2cos3(x)=4cos3(x)=4cos3(x)−cos(x)−2cos(x)
Sumar elementos similares: −cos(x)−2cos(x)=−3cos(x)=4cos3(x)−3cos(x)
=4cos3(x)−3cos(x)
=4cos3(x)−3cos(x)
=−(4cos3(x)−3cos(x))+cos(x)+2(4cos3(x)−3cos(x))sin(x)
Simplificar −(4cos3(x)−3cos(x))+cos(x)+2(4cos3(x)−3cos(x))sin(x):−4cos3(x)+4cos(x)+8cos3(x)sin(x)−6sin(x)cos(x)
−(4cos3(x)−3cos(x))+cos(x)+2(4cos3(x)−3cos(x))sin(x)
=−(4cos3(x)−3cos(x))+cos(x)+2sin(x)(4cos3(x)−3cos(x))
−(4cos3(x)−3cos(x)):−4cos3(x)+3cos(x)
−(4cos3(x)−3cos(x))
Poner los parentesis=−(4cos3(x))−(−3cos(x))
Aplicar las reglas de los signos−(−a)=a,−(a)=−a=−4cos3(x)+3cos(x)
=−4cos3(x)+3cos(x)+cos(x)+2(4cos3(x)−3cos(x))sin(x)
Expandir 2sin(x)(4cos3(x)−3cos(x)):8cos3(x)sin(x)−6sin(x)cos(x)
2sin(x)(4cos3(x)−3cos(x))
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=2sin(x),b=4cos3(x),c=3cos(x)=2sin(x)⋅4cos3(x)−2sin(x)⋅3cos(x)
=2⋅4cos3(x)sin(x)−2⋅3sin(x)cos(x)
Simplificar 2⋅4cos3(x)sin(x)−2⋅3sin(x)cos(x):8cos3(x)sin(x)−6sin(x)cos(x)
2⋅4cos3(x)sin(x)−2⋅3sin(x)cos(x)
Multiplicar los numeros: 2⋅4=8=8cos3(x)sin(x)−2⋅3sin(x)cos(x)
Multiplicar los numeros: 2⋅3=6=8cos3(x)sin(x)−6sin(x)cos(x)
=8cos3(x)sin(x)−6sin(x)cos(x)
=−4cos3(x)+3cos(x)+cos(x)+8cos3(x)sin(x)−6sin(x)cos(x)
Sumar elementos similares: 3cos(x)+cos(x)=4cos(x)=−4cos3(x)+4cos(x)+8cos3(x)sin(x)−6sin(x)cos(x)
=−4cos3(x)+4cos(x)+8cos3(x)sin(x)−6sin(x)cos(x)
4cos(x)−4cos3(x)−6cos(x)sin(x)+8cos3(x)sin(x)=0
Factorizar 4cos(x)−4cos3(x)−6cos(x)sin(x)+8cos3(x)sin(x):2cos(x)(2−2cos2(x)−3sin(x)+4cos2(x)sin(x))
4cos(x)−4cos3(x)−6cos(x)sin(x)+8cos3(x)sin(x)
Aplicar las leyes de los exponentes: ab+c=abacsin(x)cos3(x)=cos(x)cos2(x),cos3(x)=cos(x)cos2(x)=4cos(x)−4cos(x)cos2(x)−6sin(x)cos(x)+8cos(x)cos2(x)
Reescribir 8 como 4⋅2Reescribir −6 como 3⋅2=2⋅2cos(x)+2⋅2cos(x)cos2(x)+3⋅2sin(x)cos(x)+2⋅2⋅2cos(x)cos2(x)
Factorizar el termino común 2cos(x)=2cos(x)(2−2cos2(x)−3sin(x)+4sin(x)cos2(x))
2cos(x)(2−2cos2(x)−3sin(x)+4cos2(x)sin(x))=0
Resolver cada parte por separadocos(x)=0or2−2cos2(x)−3sin(x)+4cos2(x)sin(x)=0
cos(x)=0:x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
cos(x)=0
Soluciones generales para cos(x)=0
cos(x) tabla de valores periódicos con 2πn intervalos:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
2−2cos2(x)−3sin(x)+4cos2(x)sin(x)=0:x=2πn,x=π+2πn,x=arcsin(41+5​​)+2πn,x=π−arcsin(41+5​​)+2πn,x=arcsin(41−5​​)+2πn,x=π+arcsin(−41−5​​)+2πn
2−2cos2(x)−3sin(x)+4cos2(x)sin(x)=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
2−2cos2(x)−3sin(x)+4cos2(x)sin(x)
Utilizar la identidad pitagórica: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=2−2(1−sin2(x))−3sin(x)+4(1−sin2(x))sin(x)
Simplificar 2−2(1−sin2(x))−3sin(x)+4(1−sin2(x))sin(x):2sin2(x)+sin(x)−4sin3(x)
2−2(1−sin2(x))−3sin(x)+4(1−sin2(x))sin(x)
=2−2(1−sin2(x))−3sin(x)+4sin(x)(1−sin2(x))
Expandir −2(1−sin2(x)):−2+2sin2(x)
−2(1−sin2(x))
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=−2,b=1,c=sin2(x)=−2⋅1−(−2)sin2(x)
Aplicar las reglas de los signos−(−a)=a=−2⋅1+2sin2(x)
Multiplicar los numeros: 2⋅1=2=−2+2sin2(x)
=2−2+2sin2(x)−3sin(x)+4(1−sin2(x))sin(x)
Expandir 4sin(x)(1−sin2(x)):4sin(x)−4sin3(x)
4sin(x)(1−sin2(x))
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=4sin(x),b=1,c=sin2(x)=4sin(x)⋅1−4sin(x)sin2(x)
=4⋅1⋅sin(x)−4sin2(x)sin(x)
Simplificar 4⋅1⋅sin(x)−4sin2(x)sin(x):4sin(x)−4sin3(x)
4⋅1⋅sin(x)−4sin2(x)sin(x)
4⋅1⋅sin(x)=4sin(x)
4⋅1⋅sin(x)
Multiplicar los numeros: 4⋅1=4=4sin(x)
4sin2(x)sin(x)=4sin3(x)
4sin2(x)sin(x)
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+csin2(x)sin(x)=sin2+1(x)=4sin2+1(x)
Sumar: 2+1=3=4sin3(x)
=4sin(x)−4sin3(x)
=4sin(x)−4sin3(x)
=2−2+2sin2(x)−3sin(x)+4sin(x)−4sin3(x)
Simplificar 2−2+2sin2(x)−3sin(x)+4sin(x)−4sin3(x):2sin2(x)+sin(x)−4sin3(x)
2−2+2sin2(x)−3sin(x)+4sin(x)−4sin3(x)
Sumar elementos similares: −3sin(x)+4sin(x)=sin(x)=2−2+2sin2(x)+sin(x)−4sin3(x)
2−2=0=2sin2(x)+sin(x)−4sin3(x)
=2sin2(x)+sin(x)−4sin3(x)
=2sin2(x)+sin(x)−4sin3(x)
sin(x)+2sin2(x)−4sin3(x)=0
Usando el método de sustitución
sin(x)+2sin2(x)−4sin3(x)=0
Sea: sin(x)=uu+2u2−4u3=0
u+2u2−4u3=0:u=0,u=41+5​​,u=41−5​​
u+2u2−4u3=0
Factorizar u+2u2−4u3:−u(4u2−2u−1)
u+2u2−4u3
Aplicar las leyes de los exponentes: ab+c=abacu2=uu=−4u2u+2uu+u
Factorizar el termino común −u=−u(4u2−2u−1)
−u(4u2−2u−1)=0
Usando la propiedad del factor cero: Si ab=0entonces a=0o b=0u=0or4u2−2u−1=0
Resolver 4u2−2u−1=0:u=41+5​​,u=41−5​​
4u2−2u−1=0
Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:
4u2−2u−1=0
Formula general para ecuaciones de segundo grado:
Para a=4,b=−2,c=−1u1,2​=2⋅4−(−2)±(−2)2−4⋅4(−1)​​
u1,2​=2⋅4−(−2)±(−2)2−4⋅4(−1)​​
(−2)2−4⋅4(−1)​=25​
(−2)2−4⋅4(−1)​
Aplicar la regla −(−a)=a=(−2)2+4⋅4⋅1​
Aplicar las leyes de los exponentes: (−a)n=an,si n es par(−2)2=22=22+4⋅4⋅1​
Multiplicar los numeros: 4⋅4⋅1=16=22+16​
22=4=4+16​
Sumar: 4+16=20=20​
Descomposición en factores primos de 20:22⋅5
20
20divida por 220=10⋅2=2⋅10
10divida por 210=5⋅2=2⋅2⋅5
2,5 son números primos, por lo tanto, no se pueden factorizar mas=2⋅2⋅5
=22⋅5
=22⋅5​
Aplicar las leyes de los exponentes: =5​22​
Aplicar las leyes de los exponentes: 22​=2=25​
u1,2​=2⋅4−(−2)±25​​
Separar las solucionesu1​=2⋅4−(−2)+25​​,u2​=2⋅4−(−2)−25​​
u=2⋅4−(−2)+25​​:41+5​​
2⋅4−(−2)+25​​
Aplicar la regla −(−a)=a=2⋅42+25​​
Multiplicar los numeros: 2⋅4=8=82+25​​
Factorizar 2+25​:2(1+5​)
2+25​
Reescribir como=2⋅1+25​
Factorizar el termino común 2=2(1+5​)
=82(1+5​)​
Eliminar los terminos comunes: 2=41+5​​
u=2⋅4−(−2)−25​​:41−5​​
2⋅4−(−2)−25​​
Aplicar la regla −(−a)=a=2⋅42−25​​
Multiplicar los numeros: 2⋅4=8=82−25​​
Factorizar 2−25​:2(1−5​)
2−25​
Reescribir como=2⋅1−25​
Factorizar el termino común 2=2(1−5​)
=82(1−5​)​
Eliminar los terminos comunes: 2=41−5​​
Las soluciones a la ecuación de segundo grado son: u=41+5​​,u=41−5​​
Las soluciones sonu=0,u=41+5​​,u=41−5​​
Sustituir en la ecuación u=sin(x)sin(x)=0,sin(x)=41+5​​,sin(x)=41−5​​
sin(x)=0,sin(x)=41+5​​,sin(x)=41−5​​
sin(x)=0:x=2πn,x=π+2πn
sin(x)=0
Soluciones generales para sin(x)=0
tabla de valores periódicos con 2πn intervalos:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​sin(x)021​22​​23​​123​​22​​21​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​sin(x)0−21​−22​​−23​​−1−23​​−22​​−21​​​
x=0+2πn,x=π+2πn
x=0+2πn,x=π+2πn
Resolver x=0+2πn:x=2πn
x=0+2πn
0+2πn=2πnx=2πn
x=2πn,x=π+2πn
sin(x)=41+5​​:x=arcsin(41+5​​)+2πn,x=π−arcsin(41+5​​)+2πn
sin(x)=41+5​​
Aplicar propiedades trigonométricas inversas
sin(x)=41+5​​
Soluciones generales para sin(x)=41+5​​sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πnx=arcsin(41+5​​)+2πn,x=π−arcsin(41+5​​)+2πn
x=arcsin(41+5​​)+2πn,x=π−arcsin(41+5​​)+2πn
sin(x)=41−5​​:x=arcsin(41−5​​)+2πn,x=π+arcsin(−41−5​​)+2πn
sin(x)=41−5​​
Aplicar propiedades trigonométricas inversas
sin(x)=41−5​​
Soluciones generales para sin(x)=41−5​​sin(x)=−a⇒x=arcsin(−a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πnx=arcsin(41−5​​)+2πn,x=π+arcsin(−41−5​​)+2πn
x=arcsin(41−5​​)+2πn,x=π+arcsin(−41−5​​)+2πn
Combinar toda las solucionesx=2πn,x=π+2πn,x=arcsin(41+5​​)+2πn,x=π−arcsin(41+5​​)+2πn,x=arcsin(41−5​​)+2πn,x=π+arcsin(−41−5​​)+2πn
Combinar toda las solucionesx=2π​+2πn,x=23π​+2πn,x=2πn,x=π+2πn,x=arcsin(41+5​​)+2πn,x=π−arcsin(41+5​​)+2πn,x=arcsin(41−5​​)+2πn,x=π+arcsin(−41−5​​)+2πn
Mostrar soluciones en forma decimalx=2π​+2πn,x=23π​+2πn,x=2πn,x=π+2πn,x=0.94247…+2πn,x=π−0.94247…+2πn,x=−0.31415…+2πn,x=π+0.31415…+2πn

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cos^2(θ)=2+2sin(θ)cos(x)-2cos(x)sin(x)=02sec^2(x)=02cos(3θ)=-11+sin(2x)=0
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