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9^{1+sin^2(pix)}+30*9^{cos^2(pix)}<= 117

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Solución

91+sin2(πx)+30⋅9cos2(πx)≤117

Solución

Falsoparatodox∈R
Pasos de solución
91+sin2(πx)+30⋅9cos2(πx)≤117
Usar la siguiente identidad: cos2(x)+sin2(x)=1Por lo tantocos2(x)=1−sin2(x)91+sin2(πx)+30⋅91−sin2(πx)≤117
Simplificar 91+sin2(πx)+30⋅91−sin2(πx):91+sin2(πx)+10⋅3−2sin2(πx)+3
91+sin2(πx)+30⋅91−sin2(πx)
30⋅91−sin2(πx)=10⋅3−2sin2(πx)+3
30⋅91−sin2(πx)
Factorizar entero 30=3⋅10=3⋅10⋅91−sin2(πx)
Factorizar entero 9=32=3⋅10(32)1−sin2(πx)
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc(32)1−sin2(πx)=32(1−sin2(πx))=3⋅10⋅32(1−sin2(πx))
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+c3⋅32(1−sin2(πx))=31+2(−sin2(πx)+1)=10⋅31+2(1−sin2(πx))
31+2(1−sin2(πx))=3−2sin2(πx)+3
31+2(1−sin2(πx))
Expandir 1+2(1−sin2(πx)):−2sin2(πx)+3
1+2(1−sin2(πx))
Expandir 2(1−sin2(πx)):2−2sin2(πx)
2(1−sin2(πx))
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=2,b=1,c=sin2(πx)=2⋅1−2sin2(πx)
Multiplicar los numeros: 2⋅1=2=2−2sin2(πx)
=1+2−2sin2(πx)
Sumar: 1+2=3=−2sin2(πx)+3
=3−2sin2(πx)+3
=10⋅3−2sin2(πx)+3
=9sin2(πx)+1+10⋅3−2sin2(πx)+3
91+sin2(πx)+10⋅3−2sin2(πx)+3≤117
Aplicar las leyes de los exponentes
91+sin2(πx)+10⋅3−2sin2(πx)+3≤117
Aplicar las leyes de los exponentes: ab+c=ab⋅ac91+sin2(πx)=9⋅9sin2(πx)9⋅9sin2(πx)+10⋅3−2sin2(πx)+3≤117
Aplicar las leyes de los exponentes: ab−c=acab​3−2sin2(πx)+3=32sin2(πx)33​9⋅9sin2(πx)+10⋅32sin2(πx)33​≤117
Si f(x)>0 podemos multiplicar o dividir ambos lados de la desigualdad por f(x)32sin2(πx) es mayor que 0 para toda x9⋅9sin2(πx)⋅32sin2(πx)+10⋅32sin2(πx)33​⋅32sin2(πx)≤117⋅32sin2(πx)
Simplificar9⋅9sin2(πx)⋅32sin2(πx)+270≤117⋅32sin2(πx)
Aplicar las leyes de los exponentes: abc=(ab)c32sin2(πx)=(3sin2(πx))29⋅9sin2(πx)(3sin2(πx))2+270≤117(3sin2(πx))2
Aplicar las leyes de los exponentes: abc=(ab)c32sin2(πx)=(3sin2(πx))29⋅9sin2(πx)(3sin2(πx))2+270≤117(3sin2(πx))2
Reescribir 9sin2(πx) como 32sin2(πx)
9sin2(πx)
9=32=(32)sin2(πx)
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc(32)sin2(πx)=32sin2(πx)=32sin2(πx)
Aplicar las leyes de los exponentes: abc=(ab)c32sin2(πx)=(3sin2(πx))29(3sin2(πx))2(3sin2(πx))2+270≤117(3sin2(πx))2
9(3sin2(πx))2(3sin2(πx))2+270≤117(3sin2(πx))2
Sea v=3sin2(πx)9v2v2+270≤117v2
9v2v2+270≤117v2:−10​≤v≤−3​or3​≤v≤10​
9v2v2+270≤117v2
Reescribir en la forma estándar
9v2v2+270≤117v2
Simplificar 9v2v2+270:9v4+270
9v2v2+270
9v2v2=9v4
9v2v2
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+cv2v2=v2+2=9v2+2
Sumar: 2+2=4=9v4
=9v4+270
9v4+270≤117v2
Restar 117v2 de ambos lados9v4+270−117v2≤117v2−117v2
Simplificar9v4+270−117v2≤0
Dividir ambos lados entre 999v4​+9270​−9117v2​≤90​
Simplificar 99v4​+9270​−9117v2​≤90​:v4−13v2+30≤0
99v4​+9270​−9117v2​≤90​
Simplificar 99v4​+9270​−9117v2​:v4−13v2+30
99v4​+9270​−9117v2​
Dividir: 99​=1=v4+9270​−9117v2​
Dividir: 9270​=30=v4+30−9117v2​
Dividir: 9117​=13=v4+30−13v2
Reescribir en la forma estándar=v4−13v2+30
90​=0
90​
Aplicar la regla a0​=0,a=0=0
v4−13v2+30≤0
v4−13v2+30≤0
v4−13v2+30≤0
Factorizar v4−13v2+30:(v+3​)(v−3​)(v+10​)(v−10​)
v4−13v2+30
Sea u=v2=u2−13u+30
Factorizar u2−13u+30:(u−3)(u−10)
u2−13u+30
Factorizar la expresión
u2−13u+30
Definición
Factores de 30:1,2,3,5,6,10,15,30
30
Divisores (factores)
Encontrar los factores primos de 30:2,3,5
30
30divida por 230=15⋅2=2⋅15
15divida por 315=5⋅3=2⋅3⋅5
2,3,5 son números primos, por lo tanto, no se pueden factorizar mas=2⋅3⋅5
Multiplicar los factores primos de 30:6,10,15
2⋅3=62⋅5=10
6,10,15
6,10,15
Agregar factores primos:2,3,5
Agregar 1 y su propio número 301,30
Divisores de 301,2,3,5,6,10,15,30
Factores negativos de 30:−1,−2,−3,−5,−6,−10,−15,−30
Multiplicar los números por −1 para obtener divisores negativos−1,−2,−3,−5,−6,−10,−15,−30
Por cada dos factores tales que u∗v=30,revisar si u+v=−13
Revisar u=1,v=30:u∗v=30,u+v=31⇒FalsoRevisar u=2,v=15:u∗v=30,u+v=17⇒Falso
u=−3,v=−10
Agrupar en (ax2+ux)+(vx+c)(u2−3u)+(−10u+30)
=(u2−3u)+(−10u+30)
Factorizar u de u2−3u:u(u−3)
u2−3u
Aplicar las leyes de los exponentes: ab+c=abacu2=uu=uu−3u
Factorizar el termino común u=u(u−3)
Factorizar −10 de −10u+30:−10(u−3)
−10u+30
Reescribir 30 como 10⋅3=−10u+10⋅3
Factorizar el termino común −10=−10(u−3)
=u(u−3)−10(u−3)
Factorizar el termino común u−3=(u−3)(u−10)
=(u−3)(u−10)
Sustituir en la ecuación u=v2=(v2−3)(v2−10)
Factorizar v2−3:(v+3​)(v−3​)
v2−3
Aplicar las leyes de los exponentes: a=(a​)23=(3​)2=v2−(3​)2
Aplicar la siguiente regla para binomios al cuadrado: x2−y2=(x+y)(x−y)v2−(3​)2=(v+3​)(v−3​)=(v+3​)(v−3​)
=(v+3​)(v−3​)(v2−10)
Factorizar v2−10:(v+10​)(v−10​)
v2−10
Aplicar las leyes de los exponentes: a=(a​)210=(10​)2=v2−(10​)2
Aplicar la siguiente regla para binomios al cuadrado: x2−y2=(x+y)(x−y)v2−(10​)2=(v+10​)(v−10​)=(v+10​)(v−10​)
=(v+3​)(v−3​)(v+10​)(v−10​)
(v+3​)(v−3​)(v+10​)(v−10​)≤0
Identificar los intervalos
Encontrar los signos de los factores de (v+3​)(v−3​)(v+10​)(v−10​)
Encontrar los signos de v+3​
v+3​=0:v=−3​
v+3​=0
Desplace 3​a la derecha
v+3​=0
Restar 3​ de ambos ladosv+3​−3​=0−3​
Simplificarv=−3​
v=−3​
v+3​<0:v<−3​
v+3​<0
Desplace 3​a la derecha
v+3​<0
Restar 3​ de ambos ladosv+3​−3​<0−3​
Simplificarv<−3​
v<−3​
v+3​>0:v>−3​
v+3​>0
Desplace 3​a la derecha
v+3​>0
Restar 3​ de ambos ladosv+3​−3​>0−3​
Simplificarv>−3​
v>−3​
Encontrar los signos de v−3​
v−3​=0:v=3​
v−3​=0
Desplace 3​a la derecha
v−3​=0
Sumar 3​ a ambos ladosv−3​+3​=0+3​
Simplificarv=3​
v=3​
v−3​<0:v<3​
v−3​<0
Desplace 3​a la derecha
v−3​<0
Sumar 3​ a ambos ladosv−3​+3​<0+3​
Simplificarv<3​
v<3​
v−3​>0:v>3​
v−3​>0
Desplace 3​a la derecha
v−3​>0
Sumar 3​ a ambos ladosv−3​+3​>0+3​
Simplificarv>3​
v>3​
Encontrar los signos de v+10​
v+10​=0:v=−10​
v+10​=0
Desplace 10​a la derecha
v+10​=0
Restar 10​ de ambos ladosv+10​−10​=0−10​
Simplificarv=−10​
v=−10​
v+10​<0:v<−10​
v+10​<0
Desplace 10​a la derecha
v+10​<0
Restar 10​ de ambos ladosv+10​−10​<0−10​
Simplificarv<−10​
v<−10​
v+10​>0:v>−10​
v+10​>0
Desplace 10​a la derecha
v+10​>0
Restar 10​ de ambos ladosv+10​−10​>0−10​
Simplificarv>−10​
v>−10​
Encontrar los signos de v−10​
v−10​=0:v=10​
v−10​=0
Desplace 10​a la derecha
v−10​=0
Sumar 10​ a ambos ladosv−10​+10​=0+10​
Simplificarv=10​
v=10​
v−10​<0:v<10​
v−10​<0
Desplace 10​a la derecha
v−10​<0
Sumar 10​ a ambos ladosv−10​+10​<0+10​
Simplificarv<10​
v<10​
v−10​>0:v>10​
v−10​>0
Desplace 10​a la derecha
v−10​>0
Sumar 10​ a ambos ladosv−10​+10​>0+10​
Simplificarv>10​
v>10​
Resumir en una tabla:v+3​v−3​v+10​v−10​(v+3​)(v−3​)(v+10​)(v−10​)​v<−10​−−−−+​v=−10​−−0−0​−10​<v<−3​−−+−−​v=−3​0−+−0​−3​<v<3​+−+−+​v=3​+0+−0​3​<v<10​+++−−​v=10​+++00​v>10​+++++​​
Identificar los intervalos que cumplen la condición: ≤0v=−10​or−10​<v<−3​orv=−3​orv=3​or3​<v<10​orv=10​
Mezclar intervalos sobrepuestos
−10​≤v≤−3​or3​≤v<10​orv=10​
La unión de dos intervalos comprende a los conjuntos numéricos que están en el primero y en el segundo
v=−10​or−10​<v<−3​
−10​≤v<−3​
La unión de dos intervalos comprende a los conjuntos numéricos que están en el primero y en el segundo
−10​≤v<−3​orv=−3​
−10​≤v≤−3​
La unión de dos intervalos comprende a los conjuntos numéricos que están en el primero y en el segundo
−10​≤v≤−3​orv=3​
−10​≤v≤−3​orv=3​
La unión de dos intervalos comprende a los conjuntos numéricos que están en el primero y en el segundo
−10​≤v≤−3​orv=3​or3​<v<10​
−10​≤v≤−3​or3​≤v<10​
La unión de dos intervalos comprende a los conjuntos numéricos que están en el primero y en el segundo
−10​≤v≤−3​or3​≤v<10​orv=10​
−10​≤v≤−3​or3​≤v≤10​
−10​≤v≤−3​or3​≤v≤10​
−10​≤v≤−3​or3​≤v≤10​
−10​≤v≤−3​or3​≤v≤10​
Sustituir en la ecuación v=3sin2(πx)−10​≤3sin2(πx)≤−3​or3​≤3sin2(πx)≤10​
−10​≤3sin2(πx)≤−3​:Falso para todo x∈R
−10​≤3sin2(πx)≤−3​
Pi a≤u≤bentonces a≤uandu≤b−10​≤3sin2(πx)and3sin2(πx)≤−3​
−10​≤3sin2(πx):Verdadero para todo x∈R
−10​≤3sin2(πx)
Intercambiar lados3sin2(πx)≥−10​
Aplicar las leyes de los exponentes
3sin2(πx)≥−10​
Si a>0,af(x)es mayor que 0a=3Verdaderoparatodox∈R
Verdaderoparatodox
Verdaderoparatodox∈R
3sin2(πx)≤−3​:Falso para todo x∈R
3sin2(πx)≤−3​
Aplicar las leyes de los exponentes
3sin2(πx)≤−3​
Si a>0,af(x)es mayor que 0a=3Falsoparatodox∈R
Sinsolucioˊnparax∈R
Falsoparatodox∈R
Combinar los rangosVerdaderoparatodox∈RandFalsoparatodox∈R
Mezclar intervalos sobrepuestos
Verdaderoparatodox∈RandFalsoparatodox∈R
La intersección de dos intervalos, es el conjunto de numérico común a los dos intervalos
Verdadero para todo x∈RyFalso para todo x∈R
Falsoparatodox∈R
Falsoparatodox∈R
3​≤3sin2(πx)≤10​:Falso para todo x∈R
3​≤3sin2(πx)≤10​
Pi a≤u≤bentonces a≤uandu≤b3​≤3sin2(πx)and3sin2(πx)≤10​
3​≤3sin2(πx):arcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
3​≤3sin2(πx)
Aplicar las leyes de los exponentes
3​≤3sin2(πx)
Si a>1,entoncesaf(x)≤ag(x) es equivalente a f(x)≤g(x)a=3,f(x)=21​,g(x)=sin2(πx)21​≤sin2(πx)
21​≤sin2(πx)
21​≤sin2(πx):arcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
21​≤sin2(πx)
Intercambiar ladossin2(πx)≥21​
Para un≥a, si nes par entonces u≤−na​oru≥na​
sin(πx)≤−21​​orsin(πx)≥21​​
sin(πx)≤−21​​:−π−arcsin(−21​​)+2πn≤πx≤arcsin(−21​​)+2πn
sin(πx)≤−21​​
Para sin(x)≤a, si −1<a<1 entonces −π−arcsin(a)+2πn≤x≤arcsin(a)+2πn−π−arcsin(−21​​)+2πn≤πx≤arcsin(−21​​)+2πn
Pi a≤u≤bentonces a≤uandu≤b−π−arcsin(−21​​)+2πn≤πx≤arcsin(−21​​)+2πn
sin(πx)≥21​​:arcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
sin(πx)≥21​​
Para sin(x)≥a, si −1<a<1 entonces arcsin(a)+2πn≤x≤π−arcsin(a)+2πnarcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
Pi a≤u≤bentonces a≤uandu≤barcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
Combinar los rangos−π−arcsin(−21​​)+2πn≤πx≤arcsin(−21​​)+2πnorarcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
Mezclar intervalos sobrepuestosarcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
arcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
3sin2(πx)≤10​:Verdadero para todo x∈R
3sin2(πx)≤10​
Pi f(x)≤g(x)entonces ln(f(x))≤ln(g(x))ln(3sin2(πx))≤ln(10​)
Simplificar ln(3sin2(πx)):ln(3)sin2(πx)
ln(3sin2(πx))
Aplicar las propiedades de los logaritmos loga​(xb)=b⋅loga​(x) asumiendo que x≥0=ln(3)sin2(πx)
Simplificar ln(10​):21​ln(10)
ln(10​)
Reescribir como=ln(1021​)
Aplicar las propiedades de los logaritmos loga​(xb)=b⋅loga​(x) asumiendo que x≥0=21​ln(10)
ln(3)sin2(πx)≤21​ln(10)
ln(3)sin2(πx)≤21​ln(10):Verdadero para todo x
ln(3)sin2(πx)≤21​ln(10)
Dividir ambos lados entre ln(3)
ln(3)sin2(πx)≤21​ln(10)
Dividir ambos lados entre ln(3)ln(3)ln(3)sin2(πx)​≤ln(3)21​ln(10)​
Simplificar
ln(3)ln(3)sin2(πx)​≤ln(3)21​ln(10)​
Simplificar ln(3)ln(3)sin2(πx)​:sin2(πx)
ln(3)ln(3)sin2(πx)​
Eliminar los terminos comunes: ln(3)=sin2(πx)
Simplificar ln(3)21​ln(10)​:2ln(3)ln(10)​
ln(3)21​ln(10)​
Multiplicar 21​ln(10):2ln(10)​
21​ln(10)
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅ln(10)​
Multiplicar: 1⋅ln(10)=ln(10)=2ln(10)​
=ln(3)2ln(10)​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: acb​​=c⋅ab​=2ln(3)ln(10)​
sin2(πx)≤2ln(3)ln(10)​
sin2(πx)≤2ln(3)ln(10)​
sin2(πx)≤2ln(3)ln(10)​
Para un≤a, si nes par entonces −na​≤u≤na​
−2ln(3)ln(10)​​≤sin(πx)≤2ln(3)ln(10)​​
Pi a≤u≤bentonces a≤uandu≤b−2ln(3)ln(10)​​≤sin(πx)andsin(πx)≤2ln(3)ln(10)​​
−2ln(3)ln(10)​​≤sin(πx):Verdadero para todo x∈R
−2ln(3)ln(10)​​≤sin(πx)
Intercambiar ladossin(πx)≥−2ln(3)ln(10)​​
Rango de sin(πx):−1≤sin(πx)≤1
Definición de rango de función
El rango de la función basica sines −1≤sin(πx)≤1−1≤sin(πx)≤1
sin(πx)≥−2ln(3)ln(10)​​and−1≤sin(πx)≤1:−1≤sin(πx)≤1
Sea y=sin(πx)
Combinar los rangosy≥−2ln(3)ln(10)​​and−1≤y≤1
Mezclar intervalos sobrepuestos
y≥−2ln(3)ln(10)​​and−1≤y≤1
La intersección de dos intervalos, es el conjunto de numérico común a los dos intervalos
y≥−2ln(3)ln(10)​​y−1≤y≤1
−1≤y≤1
−1≤y≤1
Verdaderoparatodox
Verdaderoparatodox∈R
sin(πx)≤2ln(3)ln(10)​​:Verdadero para todo x∈R
sin(πx)≤2ln(3)ln(10)​​
Rango de sin(πx):−1≤sin(πx)≤1
Definición de rango de función
El rango de la función basica sines −1≤sin(πx)≤1−1≤sin(πx)≤1
sin(πx)≤2ln(3)ln(10)​​and−1≤sin(πx)≤1:−1≤sin(πx)≤1
Sea y=sin(πx)
Combinar los rangosy≤2ln(3)ln(10)​​and−1≤y≤1
Mezclar intervalos sobrepuestos
y≤2ln(3)ln(10)​​and−1≤y≤1
La intersección de dos intervalos, es el conjunto de numérico común a los dos intervalos
y≤2ln(3)ln(10)​​y−1≤y≤1
−1≤y≤1
−1≤y≤1
Verdaderoparatodox
Verdaderoparatodox∈R
Combinar los rangosVerdaderoparatodox∈RandVerdaderoparatodox∈R
Mezclar intervalos sobrepuestos
Verdaderoparatodox∈RandVerdaderoparatodox∈R
La intersección de dos intervalos, es el conjunto de numérico común a los dos intervalos
Verdadero para todo x∈RyVerdadero para todo x∈R
Verdaderoparatodox∈R
Verdaderoparatodox
Verdaderoparatodox
Combinar los rangosarcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πnandVerdaderoparatodox∈R
Mezclar intervalos sobrepuestos
Falsoparatodox∈RandVerdaderoparatodox∈R
La intersección de dos intervalos, es el conjunto de numérico común a los dos intervalos
Falso para todo x∈RyVerdadero para todo x∈R
Falsoparatodox∈R
Falsoparatodox∈R
Combinar los rangosFalsoparatodox∈RorFalsoparatodox∈R
Mezclar intervalos sobrepuestos
Falsoparatodox∈RorFalsoparatodox∈R
La unión de dos intervalos comprende a los conjuntos numéricos que están en el primero y en el segundo
Falso para todo x∈RorFalso para todo x∈R
Falsoparatodox∈R
Sinsolucioˊnparax∈R
Falsoparatodox∈R

Ejemplos populares

sin(x)+cos(2x)>1sin(x)+cos(2x)>1cos(x)>= 4cos(x)≥4arctan(θ)<= (11pi)/9arctan(θ)≤911π​2sin^2(x)-5sin(x)-3>= 0,xe[0,2pi]2sin2(x)−5sin(x)−3≥0,xe[0,2π]4tan(x)>4,-pi/2 <θ< pi/24tan(x)>4,−2π​<θ<2π​
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