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Popular Trigonometría >

2cot(x)+sec^2(x)=0

Solución

2 cot (x) + sec^{2} (x) = 0

Solución

x = \frac{3 π}{4} + πn

Grados

x = 13 5^{\circ} + 18 0^{\circ} n

Pasos de solución

2 cot (x) + sec^{2} (x) = 0

Re-escribir usando identidades trigonométricas

sec^{2} (x) + 2 cot (x)

Utilizar la identidad trigonométrica básica:

cot (x) = \frac{1}{tan ( x )}

= sec^{2} (x) + 2 \cdot \frac{1}{tan ( x )}

2 \cdot \frac{1}{tan ( x )} = \frac{2}{tan ( x )}

2 \cdot \frac{1}{tan ( x )}

Multiplicar fracciones:

a \cdot \frac{b}{c} = \frac{a \cdot b}{c}

= \frac{1 \cdot 2}{tan ( x )}

Multiplicar los numeros:

1 \cdot 2 = 2

= \frac{2}{tan ( x )}

= sec^{2} (x) + \frac{2}{tan ( x )}

Utilizar la identidad pitagórica:

sec^{2} (x) = tan^{2} (x) + 1

= \frac{2}{tan ( x )} + tan^{2} (x) + 1

1 + \frac{2}{tan ( x )} + tan^{2} (x) = 0

Usando el método de sustitución

1 + \frac{2}{tan ( x )} + tan^{2} (x) = 0

Sea:

tan (x) = u

1 + \frac{2}{u} + u^{2} = 0

1 + \frac{2}{u} + u^{2} = 0 : u = - 1, u = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}, u = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

1 + \frac{2}{u} + u^{2} = 0

Multiplicar ambos lados por

u

1 + \frac{2}{u} + u^{2} = 0

Multiplicar ambos lados por

u

1 \cdot u + \frac{2}{u} u + u^{2} u = 0 \cdot u

Simplificar

1 \cdot u + \frac{2}{u} u + u^{2} u = 0 \cdot u

Simplificar

1 \cdot u : u

1 \cdot u

Multiplicar:

1 \cdot u = u

= u

Simplificar

\frac{2}{u} u : 2

\frac{2}{u} u

Multiplicar fracciones:

a \cdot \frac{b}{c} = \frac{a \cdot b}{c}

= \frac{2 u}{u}

Eliminar los terminos comunes:

u

= 2

Simplificar

u^{2} u : u^{3}

u^{2} u

Aplicar las leyes de los exponentes:

a^{b} \cdot a^{c} = a^{b + c}

u^{2} u = u^{2 + 1}

= u^{2 + 1}

Sumar:

2 + 1 = 3

= u^{3}

Simplificar

0 \cdot u : 0

0 \cdot u

Aplicar la regla

0 \cdot a = 0

= 0

u + 2 + u^{3} = 0

u + 2 + u^{3} = 0

u + 2 + u^{3} = 0

Resolver

u + 2 + u^{3} = 0 : u = - 1, u = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}, u = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

u + 2 + u^{3} = 0

Escribir en la forma binómica

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

u^{3} + u + 2 = 0

Factorizar

u^{3} + u + 2 : (u + 1) (u^{2} - u + 2)

u^{3} + u + 2

Utilizar el teorema de la raíz racional

a_{0} = 2, a_{n} = 1

Los divisores de

a_{0} : 1, 2,

Los divisores de

a_{n} : 1

Por lo tanto, verificar los siguientes numeros racionales:

\pm \frac{1 , 2}{1}

- \frac{1}{1}

es la raíz de la expresión, por lo tanto, factorizar

u + 1

= (u + 1) \frac{u ^{3} + u + 2}{u + 1}

\frac{u ^{3} + u + 2}{u + 1} = u^{2} - u + 2

\frac{u ^{3} + u + 2}{u + 1}

Dividir

\frac{u ^{3} + u + 2}{u + 1} : \frac{u ^{3} + u + 2}{u + 1} = u^{2} + \frac{- u ^{2} + u + 2}{u + 1}

Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador

u^{3} + u + 2

y el divisor

u + 1 : \frac{u ^{3}}{u} = u^{2}

Cociente = u^{2}

Multiplicar

u + 1

por

u^{2} : u^{3} + u^{2}

Substraer

u^{3} + u^{2}

u^{3} + u + 2

para obtener un nuevo residuo

Residuo = - u^{2} + u + 2

Por lo tanto

\frac{u ^{3} + u + 2}{u + 1} = u^{2} + \frac{- u ^{2} + u + 2}{u + 1}

= u^{2} + \frac{- u ^{2} + u + 2}{u + 1}

Dividir

\frac{- u ^{2} + u + 2}{u + 1} : \frac{- u ^{2} + u + 2}{u + 1} = - u + \frac{2 u + 2}{u + 1}

Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador

- u^{2} + u + 2

y el divisor

u + 1 : \frac{- u ^{2}}{u} = - u

Cociente = - u

Multiplicar

u + 1

por

- u : - u^{2} - u

Substraer

- u^{2} - u

- u^{2} + u + 2

para obtener un nuevo residuo

Residuo = 2 u + 2

Por lo tanto

\frac{- u ^{2} + u + 2}{u + 1} = - u + \frac{2 u + 2}{u + 1}

= u^{2} - u + \frac{2 u + 2}{u + 1}

Dividir

\frac{2 u + 2}{u + 1} : \frac{2 u + 2}{u + 1} = 2

Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador

2 u + 2

y el divisor

u + 1 : \frac{2 u}{u} = 2

Cociente = 2

Multiplicar

u + 1

por

2 : 2 u + 2

Substraer

2 u + 2

2 u + 2

para obtener un nuevo residuo

Residuo = 0

Por lo tanto

\frac{2 u + 2}{u + 1} = 2

= u^{2} - u + 2

= (u + 1) (u^{2} - u + 2)

(u + 1) (u^{2} - u + 2) = 0

Usando la propiedad del factor cero:

ab = 0

entonces

a = 0

b = 0

u + 1 = 0 or u^{2} - u + 2 = 0

Resolver

u + 1 = 0 : u = - 1

u + 1 = 0

Desplace

1

a la derecha

u + 1 = 0

Restar

1

de ambos lados

u + 1 - 1 = 0 - 1

Simplificar

u = - 1

u = - 1

Resolver

u^{2} - u + 2 = 0 : u = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}, u = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

u^{2} - u + 2 = 0

Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:

u^{2} - u + 2 = 0

Formula general para ecuaciones de segundo grado:

Para

a = 1, b = - 1, c = 2

u_{1, 2} = \frac{- ( - 1 ) \pm ( - 1 ) ^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 2}{2 \cdot 1}

u_{1, 2} = \frac{- ( - 1 ) \pm ( - 1 ) ^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 2}{2 \cdot 1}

Simplificar

(- 1)^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 2 : 7 i

(- 1)^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 2

(- 1)^{2} = 1

(- 1)^{2}

Aplicar las leyes de los exponentes:

(- a)^{n} = a^{n},

n

es par

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

= 1^{2}

Aplicar la regla

1^{a} = 1

= 1

4 \cdot 1 \cdot 2 = 8

4 \cdot 1 \cdot 2

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 1 \cdot 2 = 8

= 8

= 1 - 8

Restar:

1 - 8 = - 7

= - 7

Aplicar las leyes de los exponentes:

- a = - 1 a

- 7 = - 1 7

= - 1 7

Aplicar las propiedades de los numeros imaginarios:

- 1 = i

= 7 i

u_{1, 2} = \frac{- ( - 1 ) \pm 7 i}{2 \cdot 1}

Separar las soluciones

u_{1} = \frac{- ( - 1 ) + 7 i}{2 \cdot 1}, u_{2} = \frac{- ( - 1 ) - 7 i}{2 \cdot 1}

u = \frac{- ( - 1 ) + 7 i}{2 \cdot 1} : \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}

\frac{- ( - 1 ) + 7 i}{2 \cdot 1}

Aplicar la regla

- (- a) = a

= \frac{1 + 7 i}{2 \cdot 1}

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 1 = 2

= \frac{1 + 7 i}{2}

Reescribir

\frac{1 + 7 i}{2}

en la forma binómica:

\frac{1}{2} + \frac{7}{2} i

\frac{1 + 7 i}{2}

Aplicar las propiedades de las fracciones:

\frac{a \pm b}{c} = \frac{a}{c} \pm \frac{b}{c}

\frac{1 + 7 i}{2} = \frac{1}{2} + \frac{7 i}{2}

= \frac{1}{2} + \frac{7 i}{2}

= \frac{1}{2} + \frac{7}{2} i

u = \frac{- ( - 1 ) - 7 i}{2 \cdot 1} : \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

\frac{- ( - 1 ) - 7 i}{2 \cdot 1}

Aplicar la regla

- (- a) = a

= \frac{1 - 7 i}{2 \cdot 1}

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 1 = 2

= \frac{1 - 7 i}{2}

Reescribir

\frac{1 - 7 i}{2}

en la forma binómica:

\frac{1}{2} - \frac{7}{2} i

\frac{1 - 7 i}{2}

Aplicar las propiedades de las fracciones:

\frac{a \pm b}{c} = \frac{a}{c} \pm \frac{b}{c}

\frac{1 - 7 i}{2} = \frac{1}{2} - \frac{7 i}{2}

= \frac{1}{2} - \frac{7 i}{2}

= \frac{1}{2} - \frac{7}{2} i

Las soluciones a la ecuación de segundo grado son:

u = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}, u = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

Las soluciones son

u = - 1, u = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}, u = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

u = - 1, u = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}, u = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

Verificar las soluciones

Encontrar los puntos no definidos (singularidades):

u = 0

Tomar el(los) denominador(es) de

1 + \frac{2}{u} + u^{2}

y comparar con cero

u = 0

Los siguientes puntos no están definidos

u = 0

Combinar los puntos no definidos con las soluciones:

u = - 1, u = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}, u = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

Sustituir en la ecuación

u = tan (x)

tan (x) = - 1, tan (x) = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}, tan (x) = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

tan (x) = - 1, tan (x) = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}, tan (x) = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

tan (x) = - 1 : x = \frac{3 π}{4} + πn

tan (x) = - 1

Soluciones generales para

tan (x) = - 1

tan (x)

tabla de valores periódicos con

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} tan (x) 0 \frac{3}{3} 13 \pm \infty - 3 - 1 - \frac{3}{3}

x = \frac{3 π}{4} + πn

x = \frac{3 π}{4} + πn

tan (x) = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2} :

Sin solución

tan (x) = \frac{1}{2} + i \frac{7}{2}

Sin soluci \overset{o}{ˊ} n

tan (x) = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2} :

Sin solución

tan (x) = \frac{1}{2} - i \frac{7}{2}

Sin soluci \overset{o}{ˊ} n

Combinar toda las soluciones

x = \frac{3 π}{4} + πn

Gráfica

Ejemplos populares

sin(x)+sin(x/2)=0

4sin^2(x)+2cos^2(x)=3

cos^2(θ)-3sin(2θ)+sin^2(θ)+2sin^2(2θ)=0

5cos(x)-10sin(x)cos(x)=0

sin(2x+4)=cos(46)