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sqrt(cos^2(x)+1/2)+sqrt(sin^2(x)+1/2)=2

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Solución

cos2(x)+21​​+sin2(x)+21​​=2

Solución

x=4π​+2πn,x=43π​+2πn,x=45π​+2πn,x=47π​+2πn
+1
Grados
x=45∘+360∘n,x=135∘+360∘n,x=225∘+360∘n,x=315∘+360∘n
Pasos de solución
cos2(x)+21​​+sin2(x)+21​​=2
Restar 2 de ambos lados22cos2(x)+1​​+22sin2(x)+1​​−2=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
−2+21+2cos2(x)​​+21+2sin2(x)​​
Utilizar la identidad pitagórica: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=−2+21+2(1−sin2(x))​​+21+2sin2(x)​​
Expandir 1+2(1−sin2(x)):−2sin2(x)+3
1+2(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⋅1−2sin2(x)
Multiplicar los numeros: 2⋅1=2=2−2sin2(x)
=1+2−2sin2(x)
Sumar: 1+2=3=−2sin2(x)+3
=−2+2−2sin2(x)+3​​+21+2sin2(x)​​
−2+21+2sin2(x)​​+23−2sin2(x)​​=0
Usando el método de sustitución
−2+21+2sin2(x)​​+23−2sin2(x)​​=0
Sea: sin(x)=u−2+21+2u2​​+23−2u2​​=0
−2+21+2u2​​+23−2u2​​=0:u=21​​,u=−21​​
−2+21+2u2​​+23−2u2​​=0
Eliminar raíces cuadradas
−2+21+2u2​​+23−2u2​​=0
Sumar 2 a ambos lados−2+21+2u2​​+23−2u2​​+2=0+2
Simplificar21+2u2​​+23−2u2​​=2
Restar 23−2u2​​ de ambos lados21+2u2​​+23−2u2​​−23−2u2​​=2−23−2u2​​
Simplificar21+2u2​​=2−23−2u2​​
Elevar al cuadrado ambos lados:21+2u2​=4−423−2u2​​+23−2u2​
−2+21+2u2​​+23−2u2​​=0
(21+2u2​​)2=(2−23−2u2​​)2
Desarrollar (21+2u2​​)2:21+2u2​
(21+2u2​​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: a​=a21​=((21+2u2​)21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=(21+2u2​)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=21+2u2​
Desarrollar (2−23−2u2​​)2:4−423−2u2​​+23−2u2​
(2−23−2u2​​)2
Aplicar la formula del binomio al cuadrado: (a−b)2=a2−2ab+b2a=2,b=23−2u2​​
=22−2⋅223−2u2​​+(23−2u2​​)2
Simplificar 22−2⋅223−2u2​​+(23−2u2​​)2:4−423−2u2​​+23−2u2​
22−2⋅223−2u2​​+(23−2u2​​)2
22=4
22
22=4=4
2⋅223−2u2​​=423−2u2​​
2⋅223−2u2​​
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=423−2u2​​
(23−2u2​​)2=23−2u2​
(23−2u2​​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: a​=a21​=((23−2u2​)21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=(23−2u2​)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=23−2u2​
=4−423−2u2​​+23−2u2​
=4−423−2u2​​+23−2u2​
21+2u2​=4−423−2u2​​+23−2u2​
21+2u2​=4−423−2u2​​+23−2u2​
Restar 23−2u2​ de ambos lados21+2u2​−23−2u2​=4−423−2u2​​+23−2u2​−23−2u2​
Simplificar21+2u2​−23−2u2​=4−423−2u2​​
Restar 4 de ambos lados21+2u2​−23−2u2​−4=4−423−2u2​​−4
Simplificar21+2u2​−23−2u2​−4=−423−2u2​​
Elevar al cuadrado ambos lados:4u4−20u2+25=8(−2u2+3)
21+2u2​=4−423−2u2​​+23−2u2​
(21+2u2​−23−2u2​−4)2=(−423−2u2​​)2
Desarrollar (21+2u2​−23−2u2​−4)2:4u4−20u2+25
(21+2u2​−23−2u2​−4)2
Combinar las fracciones usando el mínimo común denominador:21+2u2−(3−2u2)​
Aplicar la regla ca​±cb​=ca±b​=21+2u2−(−2u2+3)​
=(22u2−(−2u2+3)+1​−4)2
21+2u2−(3−2u2)​=2u2−1
21+2u2−(3−2u2)​
Expandir 1+2u2−(3−2u2):4u2−2
1+2u2−(3−2u2)
−(3−2u2):−3+2u2
−(3−2u2)
Poner los parentesis=−(3)−(−2u2)
Aplicar las reglas de los signos−(−a)=a,−(a)=−a=−3+2u2
=1+2u2−3+2u2
Simplificar 1+2u2−3+2u2:4u2−2
1+2u2−3+2u2
Agrupar términos semejantes=2u2+2u2+1−3
Sumar elementos similares: 2u2+2u2=4u2=4u2+1−3
Sumar/restar lo siguiente: 1−3=−2=4u2−2
=4u2−2
=24u2−2​
Factorizar 4u2−2:2(2u2−1)
4u2−2
Reescribir como=2⋅2u2−2⋅1
Factorizar el termino común 2=2(2u2−1)
=22(2u2−1)​
Dividir: 22​=1=2u2−1
=(2u2−1−4)2
Restar: −1−4=−5=(2u2−5)2
Aplicar la formula del binomio al cuadrado: (a−b)2=a2−2ab+b2a=2u2,b=5
=(2u2)2−2⋅2u2⋅5+52
Simplificar (2u2)2−2⋅2u2⋅5+52:4u4−20u2+25
(2u2)2−2⋅2u2⋅5+52
(2u2)2=4u4
(2u2)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (a⋅b)n=anbn=22(u2)2
(u2)2:u4
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=u2⋅2
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=u4
=22u4
22=4=4u4
2⋅2u2⋅5=20u2
2⋅2u2⋅5
Multiplicar los numeros: 2⋅2⋅5=20=20u2
52=25
52
52=25=25
=4u4−20u2+25
=4u4−20u2+25
Desarrollar (−423−2u2​​)2:8(−2u2+3)
(−423−2u2​​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (−a)n=an,si n es par(−423−2u2​​)2=(423−2u2​​)2=(423−2u2​​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (a⋅b)n=anbn=42(23−2u2​​)2
(23−2u2​​)2:23−2u2​
Aplicar las leyes de los exponentes: a​=a21​=((23−2u2​)21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=(23−2u2​)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=23−2u2​
=4223−2u2​
42=16=1623−2u2​
Simplificar=8(−2u2+3)
4u4−20u2+25=8(−2u2+3)
4u4−20u2+25=8(−2u2+3)
4u4−20u2+25=8(−2u2+3)
Resolver 4u4−20u2+25=8(−2u2+3):u=21​​,u=−21​​
4u4−20u2+25=8(−2u2+3)
Desarrollar 8(−2u2+3):−16u2+24
8(−2u2+3)
Poner los parentesis utilizando: a(b+c)=ab+aca=8,b=−2u2,c=3=8(−2u2)+8⋅3
Aplicar las reglas de los signos+(−a)=−a=−8⋅2u2+8⋅3
Simplificar −8⋅2u2+8⋅3:−16u2+24
−8⋅2u2+8⋅3
Multiplicar los numeros: 8⋅2=16=−16u2+8⋅3
Multiplicar los numeros: 8⋅3=24=−16u2+24
=−16u2+24
4u4−20u2+25=−16u2+24
Desplace 24a la izquierda
4u4−20u2+25=−16u2+24
Restar 24 de ambos lados4u4−20u2+25−24=−16u2+24−24
Simplificar4u4−20u2+1=−16u2
4u4−20u2+1=−16u2
Desplace 16u2a la izquierda
4u4−20u2+1=−16u2
Sumar 16u2 a ambos lados4u4−20u2+1+16u2=−16u2+16u2
Simplificar4u4−4u2+1=0
4u4−4u2+1=0
Re-escribir la ecuación con v=u2 y v2=u44v2−4v+1=0
Resolver 4v2−4v+1=0:v=21​
4v2−4v+1=0
Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:
4v2−4v+1=0
Formula general para ecuaciones de segundo grado:
Para a=4,b=−4,c=1v1,2​=2⋅4−(−4)±(−4)2−4⋅4⋅1​​
v1,2​=2⋅4−(−4)±(−4)2−4⋅4⋅1​​
(−4)2−4⋅4⋅1=0
(−4)2−4⋅4⋅1
Aplicar las leyes de los exponentes: (−a)n=an,si n es par(−4)2=42=42−4⋅4⋅1
Multiplicar los numeros: 4⋅4⋅1=16=42−16
42=16=16−16
Restar: 16−16=0=0
v1,2​=2⋅4−(−4)±0​​
v=2⋅4−(−4)​
2⋅4−(−4)​=21​
2⋅4−(−4)​
Aplicar la regla −(−a)=a=2⋅44​
Multiplicar los numeros: 2⋅4=8=84​
Eliminar los terminos comunes: 4=21​
v=21​
La solución a la ecuación de segundo grado es:v=21​
v=21​
Sustituir hacia atrás la v=u2,resolver para u
Resolver u2=21​:u=21​​,u=−21​​
u2=21​
Para x2=f(a) las soluciones son x=f(a)​,−f(a)​
u=21​​,u=−21​​
Las soluciones son
u=21​​,u=−21​​
u=21​​,u=−21​​
Verificar las soluciones:u=21​​Verdadero,u=−21​​Verdadero
Verificar las soluciones sustituyéndolas en −2+21+2u2​​+23−2u2​​=0
Quitar las que no concuerden con la ecuación.
Sustituir u=21​​:Verdadero
−2+21+2(21​​)2​​+23−2(21​​)2​​=0
−2+21+2(21​​)2​​+23−2(21​​)2​​=0
−2+21+2(21​​)2​​+23−2(21​​)2​​
21+2(21​​)2​​=1
21+2(21​​)2​​
21+2(21​​)2​=1
21+2(21​​)2​
2(21​​)2=1
2(21​​)2
(21​​)2=21​
(21​​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: a​=a21​=((21​)21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=(21​)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=21​
=2⋅21​
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=21+1​
Sumar: 1+1=2=22​
Aplicar la regla aa​=1=1
=1​
Aplicar la regla 1​=1=1
23−2(21​​)2​​=1
23−2(21​​)2​​
23−2(21​​)2​=1
23−2(21​​)2​
2(21​​)2=1
2(21​​)2
(21​​)2=21​
(21​​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: a​=a21​=((21​)21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=(21​)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=21​
=2⋅21​
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=23−1​
Restar: 3−1=2=22​
Aplicar la regla aa​=1=1
=1​
Aplicar la regla 1​=1=1
=−2+1+1
Sumar/restar lo siguiente: −2+1+1=0=0
0=0
Verdadero
Sustituir u=−21​​:Verdadero
−2+21+2(−21​​)2​​+23−2(−21​​)2​​=0
−2+21+2(−21​​)2​​+23−2(−21​​)2​​=0
−2+21+2(−21​​)2​​+23−2(−21​​)2​​
21+2(−21​​)2​​=1
21+2(−21​​)2​​
21+2(−21​​)2​=1
21+2(−21​​)2​
1+2(−21​​)2=1+2(21​​)2
1+2(−21​​)2
(−21​​)2=(21​​)2
(−21​​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (−a)n=an,si n es par(−21​​)2=(21​​)2=(21​​)2
=1+2(21​​)2
=21+2(21​​)2​
2(21​​)2=1
2(21​​)2
(21​​)2=21​
(21​​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: a​=a21​=((21​)21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=(21​)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=21​
=2⋅21​
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=21+1​
Sumar: 1+1=2=22​
Aplicar la regla aa​=1=1
=1​
Aplicar la regla 1​=1=1
23−2(−21​​)2​​=1
23−2(−21​​)2​​
23−2(−21​​)2​=1
23−2(−21​​)2​
3−2(−21​​)2=3−2(21​​)2
3−2(−21​​)2
(−21​​)2=(21​​)2
(−21​​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (−a)n=an,si n es par(−21​​)2=(21​​)2=(21​​)2
=3−2(21​​)2
=23−2(21​​)2​
2(21​​)2=1
2(21​​)2
(21​​)2=21​
(21​​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: a​=a21​=((21​)21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=(21​)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=21​
=2⋅21​
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=23−1​
Restar: 3−1=2=22​
Aplicar la regla aa​=1=1
=1​
Aplicar la regla 1​=1=1
=−2+1+1
Sumar/restar lo siguiente: −2+1+1=0=0
0=0
Verdadero
Las soluciones sonu=21​​,u=−21​​
Sustituir en la ecuación u=sin(x)sin(x)=21​​,sin(x)=−21​​
sin(x)=21​​,sin(x)=−21​​
sin(x)=21​​:x=4π​+2πn,x=43π​+2πn
sin(x)=21​​
Soluciones generales para sin(x)=21​​
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=4π​+2πn,x=43π​+2πn
x=4π​+2πn,x=43π​+2πn
sin(x)=−21​​:x=45π​+2πn,x=47π​+2πn
sin(x)=−21​​
Soluciones generales para sin(x)=−21​​
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=45π​+2πn,x=47π​+2πn
x=45π​+2πn,x=47π​+2πn
Combinar toda las solucionesx=4π​+2πn,x=43π​+2πn,x=45π​+2πn,x=47π​+2πn

Gráfica

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Ejemplos populares

sin^2(x)-2cos(x)-2=01/2 tan^2(x)=1-sec(x)sin(2x)=sin^2(x)2sec^2(x)+3(1/(cos(x)))=2cot^2(θ)-3=0
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