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2cos^3(3x)-cos(3x)<0

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Solución

2cos3(3x)−cos(3x)<0

Solución

12π​+32π​n<x<6π​+32π​nor4π​+32π​n<x<125π​+32π​nor2π​+32π​n<x<127π​+32π​n
+2
Notación de intervalos
(12π​+32π​n,6π​+32π​n)∪(4π​+32π​n,125π​+32π​n)∪(2π​+32π​n,127π​+32π​n)
Decimal
0.26179…+32π​n<x<0.52359…+32π​nor0.78539…+32π​n<x<1.30899…+32π​nor1.57079…+32π​n<x<1.83259…+32π​n
Pasos de solución
2cos3(3x)−cos(3x)<0
Sea: u=cos(3x)2u3−u<0
2u3−u<0:u<−22​​or0<u<22​​
2u3−u<0
Factorizar 2u3−u:u(2​u+1)(2​u−1)
2u3−u
Factorizar el termino común u:u(2u2−1)
2u3−u
Aplicar las leyes de los exponentes: ab+c=abacu3=u2u=2u2u−u
Factorizar el termino común u=u(2u2−1)
=u(2u2−1)
Factorizar 2u2−1:(2​u+1)(2​u−1)
2u2−1
Reescribir 2u2−1 como (2​u)2−12
2u2−1
Aplicar las leyes de los exponentes: a=(a​)22=(2​)2=(2​)2u2−1
Reescribir 1 como 12=(2​)2u2−12
Aplicar las leyes de los exponentes: ambm=(ab)m(2​)2u2=(2​u)2=(2​u)2−12
=(2​u)2−12
Aplicar la siguiente regla para binomios al cuadrado: x2−y2=(x+y)(x−y)(2​u)2−12=(2​u+1)(2​u−1)=(2​u+1)(2​u−1)
=u(2​u+1)(2​u−1)
u(2​u+1)(2​u−1)<0
Identificar los intervalos
Encontrar los signos de los factores de u(2​u+1)(2​u−1)
Encontrar los signos de u
u=0
u<0
u>0
Encontrar los signos de 2​u+1
2​u+1=0:u=−22​​
2​u+1=0
Desplace 1a la derecha
2​u+1=0
Restar 1 de ambos lados2​u+1−1=0−1
Simplificar2​u=−1
2​u=−1
Dividir ambos lados entre 2​
2​u=−1
Dividir ambos lados entre 2​2​2​u​=2​−1​
Simplificar
2​2​u​=2​−1​
Simplificar 2​2​u​:u
2​2​u​
Eliminar los terminos comunes: 2​=u
Simplificar 2​−1​:−22​​
2​−1​
Aplicar las propiedades de las fracciones: b−a​=−ba​=−2​1​
Racionalizar −2​1​:−22​​
−2​1​
Multiplicar por el conjugado 2​2​​=−2​2​1⋅2​​
1⋅2​=2​
2​2​=2
2​2​
Aplicar las leyes de los exponentes: a​a​=a2​2​=2=2
=−22​​
=−22​​
u=−22​​
u=−22​​
u=−22​​
2​u+1<0:u<−22​​
2​u+1<0
Desplace 1a la derecha
2​u+1<0
Restar 1 de ambos lados2​u+1−1<0−1
Simplificar2​u<−1
2​u<−1
Dividir ambos lados entre 2​
2​u<−1
Dividir ambos lados entre 2​2​2​u​<2​−1​
Simplificar
2​2​u​<2​−1​
Simplificar 2​2​u​:u
2​2​u​
Eliminar los terminos comunes: 2​=u
Simplificar 2​−1​:−22​​
2​−1​
Aplicar las propiedades de las fracciones: b−a​=−ba​=−2​1​
Racionalizar −2​1​:−22​​
−2​1​
Multiplicar por el conjugado 2​2​​=−2​2​1⋅2​​
1⋅2​=2​
2​2​=2
2​2​
Aplicar las leyes de los exponentes: a​a​=a2​2​=2=2
=−22​​
=−22​​
u<−22​​
u<−22​​
u<−22​​
2​u+1>0:u>−22​​
2​u+1>0
Desplace 1a la derecha
2​u+1>0
Restar 1 de ambos lados2​u+1−1>0−1
Simplificar2​u>−1
2​u>−1
Dividir ambos lados entre 2​
2​u>−1
Dividir ambos lados entre 2​2​2​u​>2​−1​
Simplificar
2​2​u​>2​−1​
Simplificar 2​2​u​:u
2​2​u​
Eliminar los terminos comunes: 2​=u
Simplificar 2​−1​:−22​​
2​−1​
Aplicar las propiedades de las fracciones: b−a​=−ba​=−2​1​
Racionalizar −2​1​:−22​​
−2​1​
Multiplicar por el conjugado 2​2​​=−2​2​1⋅2​​
1⋅2​=2​
2​2​=2
2​2​
Aplicar las leyes de los exponentes: a​a​=a2​2​=2=2
=−22​​
=−22​​
u>−22​​
u>−22​​
u>−22​​
Encontrar los signos de 2​u−1
2​u−1=0:u=22​​
2​u−1=0
Desplace 1a la derecha
2​u−1=0
Sumar 1 a ambos lados2​u−1+1=0+1
Simplificar2​u=1
2​u=1
Dividir ambos lados entre 2​
2​u=1
Dividir ambos lados entre 2​2​2​u​=2​1​
Simplificar
2​2​u​=2​1​
Simplificar 2​2​u​:u
2​2​u​
Eliminar los terminos comunes: 2​=u
Simplificar 2​1​:22​​
2​1​
Multiplicar por el conjugado 2​2​​=2​2​1⋅2​​
1⋅2​=2​
2​2​=2
2​2​
Aplicar las leyes de los exponentes: a​a​=a2​2​=2=2
=22​​
u=22​​
u=22​​
u=22​​
2​u−1<0:u<22​​
2​u−1<0
Desplace 1a la derecha
2​u−1<0
Sumar 1 a ambos lados2​u−1+1<0+1
Simplificar2​u<1
2​u<1
Dividir ambos lados entre 2​
2​u<1
Dividir ambos lados entre 2​2​2​u​<2​1​
Simplificar
2​2​u​<2​1​
Simplificar 2​2​u​:u
2​2​u​
Eliminar los terminos comunes: 2​=u
Simplificar 2​1​:22​​
2​1​
Multiplicar por el conjugado 2​2​​=2​2​1⋅2​​
1⋅2​=2​
2​2​=2
2​2​
Aplicar las leyes de los exponentes: a​a​=a2​2​=2=2
=22​​
u<22​​
u<22​​
u<22​​
2​u−1>0:u>22​​
2​u−1>0
Desplace 1a la derecha
2​u−1>0
Sumar 1 a ambos lados2​u−1+1>0+1
Simplificar2​u>1
2​u>1
Dividir ambos lados entre 2​
2​u>1
Dividir ambos lados entre 2​2​2​u​>2​1​
Simplificar
2​2​u​>2​1​
Simplificar 2​2​u​:u
2​2​u​
Eliminar los terminos comunes: 2​=u
Simplificar 2​1​:22​​
2​1​
Multiplicar por el conjugado 2​2​​=2​2​1⋅2​​
1⋅2​=2​
2​2​=2
2​2​
Aplicar las leyes de los exponentes: a​a​=a2​2​=2=2
=22​​
u>22​​
u>22​​
u>22​​
Resumir en una tabla:u2​u+12​u−1u(2​u+1)(2​u−1)​u<−22​​−−−−​u=−22​​−0−0​−22​​<u<0−+−+​u=00+−0​0<u<22​​++−−​u=22​​++00​u>22​​++++​​
Identificar los intervalos que cumplen la condición: <0u<−22​​or0<u<22​​
u<−22​​or0<u<22​​
u<−22​​or0<u<22​​
Sustituir en la ecuación u=cos(3x)cos(3x)<−22​​or0<cos(3x)<22​​
cos(3x)<−22​​:4π​+32π​n<x<125π​+32π​n
cos(3x)<−22​​
Para cos(x)<a, si −1<a≤1 entonces arccos(a)+2πn<x<2π−arccos(a)+2πnarccos(−22​​)+2πn<3x<2π−arccos(−22​​)+2πn
Pi a<u<bentonces a<uandu<barccos(−22​​)+2πn<3xand3x<2π−arccos(−22​​)+2πn
arccos(−22​​)+2πn<3x:x>4π​+32πn​
arccos(−22​​)+2πn<3x
Intercambiar lados3x>arccos(−22​​)+2πn
Simplificar arccos(−22​​)+2πn:43π​+2πn
arccos(−22​​)+2πn
Utilizar la siguiente identidad trivial:arccos(−22​​)=43π​x−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​1​arccos(x)π65π​43π​32π​2π​3π​4π​6π​0​arccos(x)180∘150∘135∘120∘90∘60∘45∘30∘0∘​​=43π​+2πn
3x>43π​+2πn
Dividir ambos lados entre 3
3x>43π​+2πn
Dividir ambos lados entre 333x​>343π​​+32πn​
Simplificar
33x​>343π​​+32πn​
Simplificar 33x​:x
33x​
Dividir: 33​=1=x
Simplificar 343π​​+32πn​:4π​+32πn​
343π​​+32πn​
343π​​=4π​
343π​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: acb​​=c⋅ab​=4⋅33π​
Multiplicar los numeros: 4⋅3=12=123π​
Eliminar los terminos comunes: 3=4π​
=4π​+32πn​
x>4π​+32πn​
x>4π​+32πn​
x>4π​+32πn​
3x<2π−arccos(−22​​)+2πn:x<125π​+32π​n
3x<2π−arccos(−22​​)+2πn
Simplificar 2π−arccos(−22​​)+2πn:2π−43π​+2πn
2π−arccos(−22​​)+2πn
Utilizar la siguiente identidad trivial:arccos(−22​​)=43π​x−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​1​arccos(x)π65π​43π​32π​2π​3π​4π​6π​0​arccos(x)180∘150∘135∘120∘90∘60∘45∘30∘0∘​​=2π−43π​+2πn
3x<2π−43π​+2πn
Dividir ambos lados entre 3
3x<2π−43π​+2πn
Dividir ambos lados entre 333x​<32π​−343π​​+32πn​
Simplificar
33x​<32π​−343π​​+32πn​
Simplificar 33x​:x
33x​
Dividir: 33​=1=x
Simplificar 32π​−343π​​+32πn​:32π​−4π​+32πn​
32π​−343π​​+32πn​
343π​​=4π​
343π​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: acb​​=c⋅ab​=4⋅33π​
Multiplicar los numeros: 4⋅3=12=123π​
Eliminar los terminos comunes: 3=4π​
=32π​−4π​+32πn​
x<32π​−4π​+32πn​
x<32π​−4π​+32πn​
Simplificar 32π​−4π​:125π​
32π​−4π​
Mínimo común múltiplo de 3,4:12
3,4
Mínimo común múltiplo (MCM)
Descomposición en factores primos de 3:3
3
3 es un número primo, por lo tanto, no es posible factorizar=3
Descomposición en factores primos de 4:2⋅2
4
4divida por 24=2⋅2=2⋅2
Multiplicar cada factor el mayor número de veces que ocurra en cualquier 3 o 4=3⋅2⋅2
Multiplicar los numeros: 3⋅2⋅2=12=12
Reescribir las fracciones basandose en el mínimo común denominador
Multiplicar cada numerador por la misma cantidad necesaria para multiplicar el denominador correspondiente y convertirlo en el mínimo común denominador
Para 32π​:multiplicar el denominador y el numerador por 432π​=3⋅42π4​=128π​
Para 4π​:multiplicar el denominador y el numerador por 34π​=4⋅3π3​=12π3​
=128π​−12π3​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=128π−π3​
Sumar elementos similares: 8π−3π=5π=125π​
x<125π​+32π​n
x<125π​+32π​n
Combinar los rangosx>4π​+32πn​andx<125π​+32π​n
Mezclar intervalos sobrepuestos4π​+32π​n<x<125π​+32π​n
0<cos(3x)<22​​:12π​+32π​n<x<6π​+32π​nor2π​+32π​n<x<127π​+32π​n
0<cos(3x)<22​​
Pi a<u<bentonces a<uandu<b0<cos(3x)andcos(3x)<22​​
0<cos(3x):−6π​+32π​n<x<6π​+32π​n
0<cos(3x)
Intercambiar ladoscos(3x)>0
Para cos(x)>a, si −1≤a<1 entonces −arccos(a)+2πn<x<arccos(a)+2πn−arccos(0)+2πn<3x<arccos(0)+2πn
Pi a<u<bentonces a<uandu<b−arccos(0)+2πn<3xand3x<arccos(0)+2πn
−arccos(0)+2πn<3x:x>−6π​+32πn​
−arccos(0)+2πn<3x
Intercambiar lados3x>−arccos(0)+2πn
Simplificar −arccos(0)+2πn:−2π​+2πn
−arccos(0)+2πn
Utilizar la siguiente identidad trivial:arccos(0)=2π​x−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​1​arccos(x)π65π​43π​32π​2π​3π​4π​6π​0​arccos(x)180∘150∘135∘120∘90∘60∘45∘30∘0∘​​=−2π​+2πn
3x>−2π​+2πn
Dividir ambos lados entre 3
3x>−2π​+2πn
Dividir ambos lados entre 333x​>−32π​​+32πn​
Simplificar
33x​>−32π​​+32πn​
Simplificar 33x​:x
33x​
Dividir: 33​=1=x
Simplificar −32π​​+32πn​:−6π​+32πn​
−32π​​+32πn​
32π​​=6π​
32π​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: acb​​=c⋅ab​=2⋅3π​
Multiplicar los numeros: 2⋅3=6=6π​
=−6π​+32πn​
x>−6π​+32πn​
x>−6π​+32πn​
x>−6π​+32πn​
3x<arccos(0)+2πn:x<6π​+32πn​
3x<arccos(0)+2πn
Simplificar arccos(0)+2πn:2π​+2πn
arccos(0)+2πn
Utilizar la siguiente identidad trivial:arccos(0)=2π​x−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​1​arccos(x)π65π​43π​32π​2π​3π​4π​6π​0​arccos(x)180∘150∘135∘120∘90∘60∘45∘30∘0∘​​=2π​+2πn
3x<2π​+2πn
Dividir ambos lados entre 3
3x<2π​+2πn
Dividir ambos lados entre 333x​<32π​​+32πn​
Simplificar
33x​<32π​​+32πn​
Simplificar 33x​:x
33x​
Dividir: 33​=1=x
Simplificar 32π​​+32πn​:6π​+32πn​
32π​​+32πn​
32π​​=6π​
32π​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: acb​​=c⋅ab​=2⋅3π​
Multiplicar los numeros: 2⋅3=6=6π​
=6π​+32πn​
x<6π​+32πn​
x<6π​+32πn​
x<6π​+32πn​
Combinar los rangosx>−6π​+32πn​andx<6π​+32πn​
Mezclar intervalos sobrepuestos−6π​+32π​n<x<6π​+32π​n
cos(3x)<22​​:12π​+32π​n<x<127π​+32π​n
cos(3x)<22​​
Para cos(x)<a, si −1<a≤1 entonces arccos(a)+2πn<x<2π−arccos(a)+2πnarccos(22​​)+2πn<3x<2π−arccos(22​​)+2πn
Pi a<u<bentonces a<uandu<barccos(22​​)+2πn<3xand3x<2π−arccos(22​​)+2πn
arccos(22​​)+2πn<3x:x>12π​+32πn​
arccos(22​​)+2πn<3x
Intercambiar lados3x>arccos(22​​)+2πn
Simplificar arccos(22​​)+2πn:4π​+2πn
arccos(22​​)+2πn
Utilizar la siguiente identidad trivial:arccos(22​​)=4π​x−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​1​arccos(x)π65π​43π​32π​2π​3π​4π​6π​0​arccos(x)180∘150∘135∘120∘90∘60∘45∘30∘0∘​​=4π​+2πn
3x>4π​+2πn
Dividir ambos lados entre 3
3x>4π​+2πn
Dividir ambos lados entre 333x​>34π​​+32πn​
Simplificar
33x​>34π​​+32πn​
Simplificar 33x​:x
33x​
Dividir: 33​=1=x
Simplificar 34π​​+32πn​:12π​+32πn​
34π​​+32πn​
34π​​=12π​
34π​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: acb​​=c⋅ab​=4⋅3π​
Multiplicar los numeros: 4⋅3=12=12π​
=12π​+32πn​
x>12π​+32πn​
x>12π​+32πn​
x>12π​+32πn​
3x<2π−arccos(22​​)+2πn:x<127π​+32π​n
3x<2π−arccos(22​​)+2πn
Simplificar 2π−arccos(22​​)+2πn:2π−4π​+2πn
2π−arccos(22​​)+2πn
Utilizar la siguiente identidad trivial:arccos(22​​)=4π​x−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​1​arccos(x)π65π​43π​32π​2π​3π​4π​6π​0​arccos(x)180∘150∘135∘120∘90∘60∘45∘30∘0∘​​=2π−4π​+2πn
3x<2π−4π​+2πn
Dividir ambos lados entre 3
3x<2π−4π​+2πn
Dividir ambos lados entre 333x​<32π​−34π​​+32πn​
Simplificar
33x​<32π​−34π​​+32πn​
Simplificar 33x​:x
33x​
Dividir: 33​=1=x
Simplificar 32π​−34π​​+32πn​:32π​−12π​+32πn​
32π​−34π​​+32πn​
34π​​=12π​
34π​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: acb​​=c⋅ab​=4⋅3π​
Multiplicar los numeros: 4⋅3=12=12π​
=32π​−12π​+32πn​
x<32π​−12π​+32πn​
x<32π​−12π​+32πn​
Simplificar 32π​−12π​:127π​
32π​−12π​
Mínimo común múltiplo de 3,12:12
3,12
Mínimo común múltiplo (MCM)
Descomposición en factores primos de 3:3
3
3 es un número primo, por lo tanto, no es posible factorizar=3
Descomposición en factores primos de 12:2⋅2⋅3
12
12divida por 212=6⋅2=2⋅6
6divida por 26=3⋅2=2⋅2⋅3
2,3 son números primos, por lo tanto, no se pueden factorizar mas=2⋅2⋅3
Multiplicar cada factor el mayor número de veces que ocurra en cualquier 3 o 12=3⋅2⋅2
Multiplicar los numeros: 3⋅2⋅2=12=12
Reescribir las fracciones basandose en el mínimo común denominador
Multiplicar cada numerador por la misma cantidad necesaria para multiplicar el denominador correspondiente y convertirlo en el mínimo común denominador
Para 32π​:multiplicar el denominador y el numerador por 432π​=3⋅42π4​=128π​
=128π​−12π​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=128π−π​
Sumar elementos similares: 8π−π=7π=127π​
x<127π​+32π​n
x<127π​+32π​n
Combinar los rangosx>12π​+32πn​andx<127π​+32π​n
Mezclar intervalos sobrepuestos12π​+32π​n<x<127π​+32π​n
Combinar los rangos−6π​+32π​n<x<6π​+32π​nand12π​+32π​n<x<127π​+32π​n
Mezclar intervalos sobrepuestos12π​+32π​n<x<6π​+32π​nor2π​+32π​n<x<127π​+32π​n
Combinar los rangos4π​+32π​n<x<125π​+32π​nor(12π​+32π​n<x<6π​+32π​nor2π​+32π​n<x<127π​+32π​n)
Mezclar intervalos sobrepuestos12π​+32π​n<x<6π​+32π​nor4π​+32π​n<x<125π​+32π​nor2π​+32π​n<x<127π​+32π​n

Ejemplos populares

0<= sin(pix)2cos^2(x)+sin(x)>20.5<= sin(30t)sin(x)-sqrt(3)cos(x)>sqrt(2)cos(x)<1+sin(x)
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