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arccos(2x)+arccos(x)= pi/3

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Solución

arccos(2x)+arccos(x)=3π​

Solución

x=21​
Pasos de solución
arccos(2x)+arccos(x)=3π​
Re-escribir usando identidades trigonométricas
arccos(2x)+arccos(x)
Utilizar la identidad suma-producto: arccos(s)+arccos(t)=arccos(st−(1−s2)(1−t2)​)=arccos(2xx−(1−(2x)2)(1−x2)​)
arccos(2xx−(1−(2x)2)(1−x2)​)=3π​
Aplicar propiedades trigonométricas inversas
arccos(2xx−(1−(2x)2)(1−x2)​)=3π​
arccos(x)=a⇒x=cos(a)2xx−(1−(2x)2)(1−x2)​=cos(3π​)
cos(3π​)=21​
cos(3π​)
Utilizar la siguiente identidad trivial:cos(3π​)=21​
cos(3π​)
cos(x) tabla de valores periódicos con 2πn intervalos:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
=21​
=21​
2xx−(1−(2x)2)(1−x2)​=21​
2xx−(1−(2x)2)(1−x2)​=21​
Resolver 2xx−(1−(2x)2)(1−x2)​=21​:x=21​,x=−21​
2xx−(1−(2x)2)(1−x2)​=21​
Multiplicar ambos lados por 22xx⋅2−(1−(2x)2)(1−x2)​⋅2=21​⋅2
Simplificar4x2−2(1−(2x)2)(1−x2)​=1
Eliminar raíces cuadradas
4x2−2(1−(2x)2)(1−x2)​=1
Restar 4x2 de ambos lados4x2−2(1−(2x)2)(1−x2)​−4x2=1−4x2
Simplificar−2(1−(2x)2)(1−x2)​=1−4x2
Elevar al cuadrado ambos lados:4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
4x2−2(1−(2x)2)(1−x2)​=1
(−2(1−(2x)2)(1−x2)​)2=(1−4x2)2
Desarrollar (−2(1−(2x)2)(1−x2)​)2:4−20x2+16x4
(−2(1−(2x)2)(1−x2)​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (−a)n=an,si n es par(−2(1−(2x)2)(1−x2)​)2=(2(1−(2x)2)(1−x2)​)2=(2(1−(2x)2)(1−x2)​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (a⋅b)n=anbn=22((1−(2x)2)(1−x2)​)2
((1−(2x)2)(1−x2)​)2:(1−(2x)2)(1−x2)
Aplicar las leyes de los exponentes: a​=a21​=(((1−(2x)2)(1−x2))21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=((1−(2x)2)(1−x2))21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=(1−(2x)2)(1−x2)
=22(1−(2x)2)(1−x2)
22=4=4(1−(2x)2)(1−x2)
Desarrollar 4(1−(2x)2)(1−x2):4−20x2+16x4
4(1−(2x)2)(1−x2)
Aplicar las leyes de los exponentes: (a⋅b)n=anbn=4(−22x2+1)(−x2+1)
22=4=4(−4x2+1)(−x2+1)
Expandir (1−4x2)(1−x2):1−5x2+4x4
(1−4x2)(1−x2)
Aplicar la propiedad distributiva: (a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bda=1,b=−4x2,c=1,d=−x2=1⋅1+1⋅(−x2)+(−4x2)⋅1+(−4x2)(−x2)
Aplicar las reglas de los signos+(−a)=−a,(−a)(−b)=ab=1⋅1−1⋅x2−4⋅1⋅x2+4x2x2
Simplificar 1⋅1−1⋅x2−4⋅1⋅x2+4x2x2:1−5x2+4x4
1⋅1−1⋅x2−4⋅1⋅x2+4x2x2
1⋅1=1
1⋅1
Multiplicar los numeros: 1⋅1=1=1
1⋅x2=x2
1⋅x2
Multiplicar: 1⋅x2=x2=x2
4⋅1⋅x2=4x2
4⋅1⋅x2
Multiplicar los numeros: 4⋅1=4=4x2
4x2x2=4x4
4x2x2
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+cx2x2=x2+2=4x2+2
Sumar: 2+2=4=4x4
=1−x2−4x2+4x4
Sumar elementos similares: −x2−4x2=−5x2=1−5x2+4x4
=1−5x2+4x4
=4(1−5x2+4x4)
Expandir 4(1−5x2+4x4):4−20x2+16x4
4(1−5x2+4x4)
Aplicar la siguiente regla de productos notables=4⋅1+4(−5x2)+4⋅4x4
Aplicar las reglas de los signos+(−a)=−a=4⋅1−4⋅5x2+4⋅4x4
Simplificar 4⋅1−4⋅5x2+4⋅4x4:4−20x2+16x4
4⋅1−4⋅5x2+4⋅4x4
Multiplicar los numeros: 4⋅1=4=4−4⋅5x2+4⋅4x4
Multiplicar los numeros: 4⋅5=20=4−20x2+4⋅4x4
Multiplicar los numeros: 4⋅4=16=4−20x2+16x4
=4−20x2+16x4
=4−20x2+16x4
=4−20x2+16x4
Desarrollar (1−4x2)2:1−8x2+16x4
(1−4x2)2
Aplicar la formula del binomio al cuadrado: (a−b)2=a2−2ab+b2a=1,b=4x2
=12−2⋅1⋅4x2+(4x2)2
Simplificar 12−2⋅1⋅4x2+(4x2)2:1−8x2+16x4
12−2⋅1⋅4x2+(4x2)2
Aplicar la regla 1a=112=1=1−2⋅1⋅4x2+(4x2)2
2⋅1⋅4x2=8x2
2⋅1⋅4x2
Multiplicar los numeros: 2⋅1⋅4=8=8x2
(4x2)2=16x4
(4x2)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (a⋅b)n=anbn=42(x2)2
(x2)2:x4
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=x2⋅2
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=x4
=42x4
42=16=16x4
=1−8x2+16x4
=1−8x2+16x4
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
Resolver 4−20x2+16x4=1−8x2+16x4:x=21​,x=−21​
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
Desplace 4a la derecha
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
Restar 4 de ambos lados4−20x2+16x4−4=1−8x2+16x4−4
Simplificar−20x2+16x4=16x4−8x2−3
−20x2+16x4=16x4−8x2−3
Desplace 8x2a la izquierda
−20x2+16x4=16x4−8x2−3
Sumar 8x2 a ambos lados−20x2+16x4+8x2=16x4−8x2−3+8x2
Simplificar16x4−12x2=16x4−3
16x4−12x2=16x4−3
Desplace 16x4a la izquierda
16x4−12x2=16x4−3
Restar 16x4 de ambos lados16x4−12x2−16x4=16x4−3−16x4
Simplificar−12x2=−3
−12x2=−3
Dividir ambos lados entre −12
−12x2=−3
Dividir ambos lados entre −12−12−12x2​=−12−3​
Simplificar
−12−12x2​=−12−3​
Simplificar −12−12x2​:x2
−12−12x2​
Aplicar las propiedades de las fracciones: −b−a​=ba​=1212x2​
Dividir: 1212​=1=x2
Simplificar −12−3​:41​
−12−3​
Aplicar las propiedades de las fracciones: −b−a​=ba​=123​
Eliminar los terminos comunes: 3=41​
x2=41​
x2=41​
x2=41​
Para x2=f(a) las soluciones son x=f(a)​,−f(a)​
x=41​​,x=−41​​
41​​=21​
41​​
Aplicar las leyes de los exponentes: ba​​=b​a​​,a≥0,b≥0=4​1​​
Aplicar las leyes de los exponentes: 1​=11​=1=4​1​
4​=2
4​
Descomponer el número en factores primos: 4=22=22​
Aplicar las leyes de los exponentes: a2​=a,a≥022​=2=2
=21​
−41​​=−21​
−41​​
Aplicar las leyes de los exponentes: ba​​=b​a​​,a≥0,b≥0=−4​1​​
Aplicar las leyes de los exponentes: 1​=11​=1=−4​1​
4​=2
4​
Descomponer el número en factores primos: 4=22=22​
Aplicar las leyes de los exponentes: a2​=a,a≥022​=2=2
=−21​
x=21​,x=−21​
x=21​,x=−21​
Verificar las soluciones:x=21​Verdadero,x=−21​Verdadero
Verificar las soluciones sustituyéndolas en 2xx−(1−(2x)2)(1−x2)​=21​
Quitar las que no concuerden con la ecuación.
Sustituir x=21​:Verdadero
2(21​)(21​)−(1−(2(21​))2)(1−(21​)2)​=21​
2(21​)(21​)−(1−(2(21​))2)(1−(21​)2)​=21​
2(21​)(21​)−(1−(2(21​))2)(1−(21​)2)​
Quitar los parentesis: (a)=a=2⋅21​⋅21​−(1−(2⋅21​)2)(1−(21​)2)​
2⋅21​⋅21​=21​
2⋅21​⋅21​
Multiplicar fracciones: a⋅cb​⋅ed​=c⋅ea⋅b⋅d​=2⋅21⋅1⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=21⋅1​
Multiplicar los numeros: 1⋅1=1=21​
(1−(2⋅21​)2)(1−(21​)2)​=0
(1−(2⋅21​)2)(1−(21​)2)​
(2⋅21​)2=1
(2⋅21​)2
Multiplicar 2⋅21​:1
2⋅21​
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=1
=12
Aplicar la regla 1a=1=1
=(1−1)(−(21​)2+1)​
(21​)2=41​
(21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ba​)c=bcac​=2212​
Aplicar la regla 1a=112=1=221​
22=4=41​
=(1−1)(−41​+1)​
Restar: 1−1=0=0⋅(−41​+1)​
Simplificar 1−41​en una fracción:43​
1−41​
Convertir a fracción: 1=41⋅4​=41⋅4​−41​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=41⋅4−1​
1⋅4−1=3
1⋅4−1
Multiplicar los numeros: 1⋅4=4=4−1
Restar: 4−1=3=3
=43​
=0⋅43​​
Aplicar la regla 0⋅a=0=0​
Aplicar la regla 0​=0=0
=21​−0
21​−0=21​=21​
21​=21​
Verdadero
Sustituir x=−21​:Verdadero
2(−21​)(−21​)−(1−(2(−21​))2)(1−(−21​)2)​=21​
2(−21​)(−21​)−(1−(2(−21​))2)(1−(−21​)2)​=21​
2(−21​)(−21​)−(1−(2(−21​))2)(1−(−21​)2)​
Quitar los parentesis: (−a)=−a,−(−a)=a=2⋅21​⋅21​−(1−(−2⋅21​)2)(1−(−21​)2)​
2⋅21​⋅21​=21​
2⋅21​⋅21​
Multiplicar fracciones: a⋅cb​⋅ed​=c⋅ea⋅b⋅d​=2⋅21⋅1⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=21⋅1​
Multiplicar los numeros: 1⋅1=1=21​
(1−(−2⋅21​)2)(1−(−21​)2)​=0
(1−(−2⋅21​)2)(1−(−21​)2)​
(−2⋅21​)2=1
(−2⋅21​)2
Multiplicar −2⋅21​:−1
−2⋅21​
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=−21⋅2​
Eliminar los terminos comunes: 2=−1
=(−1)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (−a)n=an,si n es par(−1)2=12=12
Aplicar la regla 1a=1=1
=(1−1)(−(−21​)2+1)​
(−21​)2=41​
(−21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (−a)n=an,si n es par(−21​)2=(21​)2=(21​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ba​)c=bcac​=2212​
Aplicar la regla 1a=112=1=221​
22=4=41​
=(1−1)(−41​+1)​
Restar: 1−1=0=0⋅(−41​+1)​
Simplificar 1−41​en una fracción:43​
1−41​
Convertir a fracción: 1=41⋅4​=41⋅4​−41​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=41⋅4−1​
1⋅4−1=3
1⋅4−1
Multiplicar los numeros: 1⋅4=4=4−1
Restar: 4−1=3=3
=43​
=0⋅43​​
Aplicar la regla 0⋅a=0=0​
Aplicar la regla 0​=0=0
=21​−0
21​−0=21​=21​
21​=21​
Verdadero
Las soluciones sonx=21​,x=−21​
x=21​,x=−21​
Verificar las soluciones sustituyendo en la ecuación original
Verificar las soluciones sustituyéndolas en arccos(2x)+arccos(x)=3π​
Quitar las que no concuerden con la ecuación.
Verificar la solución 21​:Verdadero
21​
Sustituir n=121​
Multiplicar arccos(2x)+arccos(x)=3π​ por x=21​arccos(2⋅21​)+arccos(21​)=3π​
Simplificar1.04719…=1.04719…
⇒Verdadero
Verificar la solución −21​:Falso
−21​
Sustituir n=1−21​
Multiplicar arccos(2x)+arccos(x)=3π​ por x=−21​arccos(2(−21​))+arccos(−21​)=3π​
Simplificar5.23598…=1.04719…
⇒Falso
x=21​

Gráfica

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Ejemplos populares

1.74*sin(40.31)=1.33*sin(θ)5sin(θ)=5cos(θ)2sin(x-pi/4)+1=26sec(θ)+7=0cos(2x)-sin(2x)-1=0
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