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1/(cos(2x))+tan(2x)=3cos(2x)

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Solución

cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x)

Solución

x=20.72972…​+πn,x=2π​−20.72972…​+πn
+1
Grados
x=20.90515…∘+180∘n,x=69.09484…∘+180∘n
Pasos de solución
cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x)
Restar 3cos(2x) de ambos ladoscos(2x)1​+tan(2x)−3cos(2x)=0
Simplificar cos(2x)1​+tan(2x)−3cos(2x):cos(2x)1+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)​
cos(2x)1​+tan(2x)−3cos(2x)
Convertir a fracción: tan(2x)=cos(2x)tan(2x)cos(2x)​,3cos(2x)=cos(2x)3cos(2x)cos(2x)​=cos(2x)1​+cos(2x)tan(2x)cos(2x)​−cos(2x)3cos(2x)cos(2x)​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=cos(2x)1+tan(2x)cos(2x)−3cos(2x)cos(2x)​
1+tan(2x)cos(2x)−3cos(2x)cos(2x)=1+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)
1+tan(2x)cos(2x)−3cos(2x)cos(2x)
3cos(2x)cos(2x)=3cos2(2x)
3cos(2x)cos(2x)
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+ccos(2x)cos(2x)=cos1+1(2x)=3cos1+1(2x)
Sumar: 1+1=2=3cos2(2x)
=1+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)
=cos(2x)1+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)​
cos(2x)1+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)​=0
g(x)f(x)​=0⇒f(x)=01+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)=0
Expresar con seno, coseno1+cos(2x)sin(2x)​cos(2x)−3cos2(2x)=0
Simplificar 1+cos(2x)sin(2x)​cos(2x)−3cos2(2x):1+sin(2x)−3cos2(2x)
1+cos(2x)sin(2x)​cos(2x)−3cos2(2x)
cos(2x)sin(2x)​cos(2x)=sin(2x)
cos(2x)sin(2x)​cos(2x)
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=cos(2x)sin(2x)cos(2x)​
Eliminar los terminos comunes: cos(2x)=sin(2x)
=1+sin(2x)−3cos2(2x)
1+sin(2x)−3cos2(2x)=0
Sumar 3cos2(2x) a ambos lados1+sin(2x)=3cos2(2x)
Elevar al cuadrado ambos lados(1+sin(2x))2=(3cos2(2x))2
Restar (3cos2(2x))2 de ambos lados(1+sin(2x))2−9cos4(2x)=0
Factorizar (1+sin(2x))2−9cos4(2x):(1+sin(2x)+3cos2(2x))(1+sin(2x)−3cos2(2x))
(1+sin(2x))2−9cos4(2x)
Reescribir (1+sin(2x))2−9cos4(2x) como (1+sin(2x))2−(3cos2(2x))2
(1+sin(2x))2−9cos4(2x)
Reescribir 9 como 32=(1+sin(2x))2−32cos4(2x)
Aplicar las leyes de los exponentes: abc=(ab)ccos4(2x)=(cos2(2x))2=(1+sin(2x))2−32(cos2(2x))2
Aplicar las leyes de los exponentes: ambm=(ab)m32(cos2(2x))2=(3cos2(2x))2=(1+sin(2x))2−(3cos2(2x))2
=(1+sin(2x))2−(3cos2(2x))2
Aplicar la siguiente regla para binomios al cuadrado: x2−y2=(x+y)(x−y)(1+sin(2x))2−(3cos2(2x))2=((1+sin(2x))+3cos2(2x))((1+sin(2x))−3cos2(2x))=((1+sin(2x))+3cos2(2x))((1+sin(2x))−3cos2(2x))
Simplificar=(3cos2(2x)+sin(2x)+1)(sin(2x)−3cos2(2x)+1)
(1+sin(2x)+3cos2(2x))(1+sin(2x)−3cos2(2x))=0
Resolver cada parte por separado1+sin(2x)+3cos2(2x)=0or1+sin(2x)−3cos2(2x)=0
1+sin(2x)+3cos2(2x)=0:x=43π​+πn
1+sin(2x)+3cos2(2x)=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
1+sin(2x)+3cos2(2x)
Utilizar la identidad pitagórica: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=1+sin(2x)+3(1−sin2(2x))
Simplificar 1+sin(2x)+3(1−sin2(2x)):sin(2x)−3sin2(2x)+4
1+sin(2x)+3(1−sin2(2x))
Expandir 3(1−sin2(2x)):3−3sin2(2x)
3(1−sin2(2x))
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=3,b=1,c=sin2(2x)=3⋅1−3sin2(2x)
Multiplicar los numeros: 3⋅1=3=3−3sin2(2x)
=1+sin(2x)+3−3sin2(2x)
Simplificar 1+sin(2x)+3−3sin2(2x):sin(2x)−3sin2(2x)+4
1+sin(2x)+3−3sin2(2x)
Agrupar términos semejantes=sin(2x)−3sin2(2x)+1+3
Sumar: 1+3=4=sin(2x)−3sin2(2x)+4
=sin(2x)−3sin2(2x)+4
=sin(2x)−3sin2(2x)+4
4+sin(2x)−3sin2(2x)=0
Usando el método de sustitución
4+sin(2x)−3sin2(2x)=0
Sea: sin(2x)=u4+u−3u2=0
4+u−3u2=0:u=−1,u=34​
4+u−3u2=0
Escribir en la forma binómica ax2+bx+c=0−3u2+u+4=0
Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:
−3u2+u+4=0
Formula general para ecuaciones de segundo grado:
Para a=−3,b=1,c=4u1,2​=2(−3)−1±12−4(−3)⋅4​​
u1,2​=2(−3)−1±12−4(−3)⋅4​​
12−4(−3)⋅4​=7
12−4(−3)⋅4​
Aplicar la regla 1a=112=1=1−4(−3)⋅4​
Aplicar la regla −(−a)=a=1+4⋅3⋅4​
Multiplicar los numeros: 4⋅3⋅4=48=1+48​
Sumar: 1+48=49=49​
Descomponer el número en factores primos: 49=72=72​
Aplicar las leyes de los exponentes: 72​=7=7
u1,2​=2(−3)−1±7​
Separar las solucionesu1​=2(−3)−1+7​,u2​=2(−3)−1−7​
u=2(−3)−1+7​:−1
2(−3)−1+7​
Quitar los parentesis: (−a)=−a=−2⋅3−1+7​
Sumar/restar lo siguiente: −1+7=6=−2⋅36​
Multiplicar los numeros: 2⋅3=6=−66​
Aplicar las propiedades de las fracciones: −ba​=−ba​=−66​
Aplicar la regla aa​=1=−1
u=2(−3)−1−7​:34​
2(−3)−1−7​
Quitar los parentesis: (−a)=−a=−2⋅3−1−7​
Restar: −1−7=−8=−2⋅3−8​
Multiplicar los numeros: 2⋅3=6=−6−8​
Aplicar las propiedades de las fracciones: −b−a​=ba​=68​
Eliminar los terminos comunes: 2=34​
Las soluciones a la ecuación de segundo grado son: u=−1,u=34​
Sustituir en la ecuación u=sin(2x)sin(2x)=−1,sin(2x)=34​
sin(2x)=−1,sin(2x)=34​
sin(2x)=−1:x=43π​+πn
sin(2x)=−1
Soluciones generales para sin(2x)=−1
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​​​
2x=23π​+2πn
2x=23π​+2πn
Resolver 2x=23π​+2πn:x=43π​+πn
2x=23π​+2πn
Dividir ambos lados entre 2
2x=23π​+2πn
Dividir ambos lados entre 222x​=223π​​+22πn​
Simplificar
22x​=223π​​+22πn​
Simplificar 22x​:x
22x​
Dividir: 22​=1=x
Simplificar 223π​​+22πn​:43π​+πn
223π​​+22πn​
223π​​=43π​
223π​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: acb​​=c⋅ab​=2⋅23π​
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=43π​
22πn​=πn
22πn​
Dividir: 22​=1=πn
=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
sin(2x)=34​:Sin solución
sin(2x)=34​
−1≤sin(x)≤1Sinsolucioˊn
Combinar toda las solucionesx=43π​+πn
1+sin(2x)−3cos2(2x)=0:x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn,x=43π​+πn
1+sin(2x)−3cos2(2x)=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
1+sin(2x)−3cos2(2x)
Utilizar la identidad pitagórica: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=1+sin(2x)−3(1−sin2(2x))
Simplificar 1+sin(2x)−3(1−sin2(2x)):3sin2(2x)+sin(2x)−2
1+sin(2x)−3(1−sin2(2x))
Expandir −3(1−sin2(2x)):−3+3sin2(2x)
−3(1−sin2(2x))
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=−3,b=1,c=sin2(2x)=−3⋅1−(−3)sin2(2x)
Aplicar las reglas de los signos−(−a)=a=−3⋅1+3sin2(2x)
Multiplicar los numeros: 3⋅1=3=−3+3sin2(2x)
=1+sin(2x)−3+3sin2(2x)
Simplificar 1+sin(2x)−3+3sin2(2x):3sin2(2x)+sin(2x)−2
1+sin(2x)−3+3sin2(2x)
Agrupar términos semejantes=sin(2x)+3sin2(2x)+1−3
Sumar/restar lo siguiente: 1−3=−2=3sin2(2x)+sin(2x)−2
=3sin2(2x)+sin(2x)−2
=3sin2(2x)+sin(2x)−2
−2+sin(2x)+3sin2(2x)=0
Usando el método de sustitución
−2+sin(2x)+3sin2(2x)=0
Sea: sin(2x)=u−2+u+3u2=0
−2+u+3u2=0:u=32​,u=−1
−2+u+3u2=0
Escribir en la forma binómica ax2+bx+c=03u2+u−2=0
Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:
3u2+u−2=0
Formula general para ecuaciones de segundo grado:
Para a=3,b=1,c=−2u1,2​=2⋅3−1±12−4⋅3(−2)​​
u1,2​=2⋅3−1±12−4⋅3(−2)​​
12−4⋅3(−2)​=5
12−4⋅3(−2)​
Aplicar la regla 1a=112=1=1−4⋅3(−2)​
Aplicar la regla −(−a)=a=1+4⋅3⋅2​
Multiplicar los numeros: 4⋅3⋅2=24=1+24​
Sumar: 1+24=25=25​
Descomponer el número en factores primos: 25=52=52​
Aplicar las leyes de los exponentes: 52​=5=5
u1,2​=2⋅3−1±5​
Separar las solucionesu1​=2⋅3−1+5​,u2​=2⋅3−1−5​
u=2⋅3−1+5​:32​
2⋅3−1+5​
Sumar/restar lo siguiente: −1+5=4=2⋅34​
Multiplicar los numeros: 2⋅3=6=64​
Eliminar los terminos comunes: 2=32​
u=2⋅3−1−5​:−1
2⋅3−1−5​
Restar: −1−5=−6=2⋅3−6​
Multiplicar los numeros: 2⋅3=6=6−6​
Aplicar las propiedades de las fracciones: b−a​=−ba​=−66​
Aplicar la regla aa​=1=−1
Las soluciones a la ecuación de segundo grado son: u=32​,u=−1
Sustituir en la ecuación u=sin(2x)sin(2x)=32​,sin(2x)=−1
sin(2x)=32​,sin(2x)=−1
sin(2x)=32​:x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
sin(2x)=32​
Aplicar propiedades trigonométricas inversas
sin(2x)=32​
Soluciones generales para sin(2x)=32​sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πn2x=arcsin(32​)+2πn,2x=π−arcsin(32​)+2πn
2x=arcsin(32​)+2πn,2x=π−arcsin(32​)+2πn
Resolver 2x=arcsin(32​)+2πn:x=2arcsin(32​)​+πn
2x=arcsin(32​)+2πn
Dividir ambos lados entre 2
2x=arcsin(32​)+2πn
Dividir ambos lados entre 222x​=2arcsin(32​)​+22πn​
Simplificarx=2arcsin(32​)​+πn
x=2arcsin(32​)​+πn
Resolver 2x=π−arcsin(32​)+2πn:x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
2x=π−arcsin(32​)+2πn
Dividir ambos lados entre 2
2x=π−arcsin(32​)+2πn
Dividir ambos lados entre 222x​=2π​−2arcsin(32​)​+22πn​
Simplificarx=2π​−2arcsin(32​)​+πn
x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
sin(2x)=−1:x=43π​+πn
sin(2x)=−1
Soluciones generales para sin(2x)=−1
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​​​
2x=23π​+2πn
2x=23π​+2πn
Resolver 2x=23π​+2πn:x=43π​+πn
2x=23π​+2πn
Dividir ambos lados entre 2
2x=23π​+2πn
Dividir ambos lados entre 222x​=223π​​+22πn​
Simplificar
22x​=223π​​+22πn​
Simplificar 22x​:x
22x​
Dividir: 22​=1=x
Simplificar 223π​​+22πn​:43π​+πn
223π​​+22πn​
223π​​=43π​
223π​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: acb​​=c⋅ab​=2⋅23π​
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=43π​
22πn​=πn
22πn​
Dividir: 22​=1=πn
=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
Combinar toda las solucionesx=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn,x=43π​+πn
Combinar toda las solucionesx=43π​+πn,x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
Verificar las soluciones sustituyendo en la ecuación original
Verificar las soluciones sustituyéndolas en cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x)
Quitar las que no concuerden con la ecuación.
Verificar la solución 43π​+πn:Falso
43π​+πn
Sustituir n=143π​+π1
Multiplicar cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x) por x=43π​+π1cos(2(43π​+π1))1​+tan(2(43π​+π1))=3cos(2(43π​+π1))
Sindefinir
⇒Falso
Verificar la solución 2arcsin(32​)​+πn:Verdadero
2arcsin(32​)​+πn
Sustituir n=12arcsin(32​)​+π1
Multiplicar cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x) por x=2arcsin(32​)​+π1cos(2(2arcsin(32​)​+π1))1​+tan(2(2arcsin(32​)​+π1))=3cos(2(2arcsin(32​)​+π1))
Simplificar2.23606…=2.23606…
⇒Verdadero
Verificar la solución 2π​−2arcsin(32​)​+πn:Verdadero
2π​−2arcsin(32​)​+πn
Sustituir n=12π​−2arcsin(32​)​+π1
Multiplicar cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x) por x=2π​−2arcsin(32​)​+π1cos(2(2π​−2arcsin(32​)​+π1))1​+tan(2(2π​−2arcsin(32​)​+π1))=3cos(2(2π​−2arcsin(32​)​+π1))
Simplificar−2.23606…=−2.23606…
⇒Verdadero
x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
Mostrar soluciones en forma decimalx=20.72972…​+πn,x=2π​−20.72972…​+πn

Gráfica

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Ejemplos populares

cos(2x)+cos(-x)=0sin(2t)=sin(t)cos(x)=(17.6)/(26)1+4cos(θ)=sqrt(3)sin(θ),0<= θ<= 2pitan^2(x)+cot^2(x)=1
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