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4cos^2(x)-2cos(x)-1=0

Solução

4 cos^{2} (x) - 2 cos (x) - 1 = 0

Solução

x = 0.62831 \dots + 2 πn, x = 2 π - 0.62831 \dots + 2 πn, x = 1.88495 \dots + 2 πn, x = - 1.88495 \dots + 2 πn

Graus

x = 3 6^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 32 4^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 10 8^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = - 10 8^{\circ} + 36 0^{\circ} n

Passos da solução

4 cos^{2} (x) - 2 cos (x) - 1 = 0

Usando o método de substituição

4 cos^{2} (x) - 2 cos (x) - 1 = 0

Sea:

cos (x) = u

4 u^{2} - 2 u - 1 = 0

4 u^{2} - 2 u - 1 = 0 : u = \frac{1 + 5}{4}, u = \frac{1 - 5}{4}

4 u^{2} - 2 u - 1 = 0

Resolver com a fórmula quadrática

4 u^{2} - 2 u - 1 = 0

Fórmula geral para equações de segundo grau:

Para

a = 4, b = - 2, c = - 1

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

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

(- 2)^{2} - 4 \cdot 4 (- 1) = 25

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

Aplicar a regra

- (- a) = a

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

Aplicar as propriedades dos expoentes:

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

n

é par

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

= 2^{2} + 4 \cdot 4 \cdot 1

Multiplicar os números:

4 \cdot 4 \cdot 1 = 16

= 2^{2} + 16

2^{2} = 4

= 4 + 16

Somar:

4 + 16 = 20

= 20

Decomposição em fatores primos de

20 : 2^{2} \cdot 5

20

20

dividida por

220 = 10 \cdot 2

= 2 \cdot 10

10

dividida por

210 = 5 \cdot 2

= 2 \cdot 2 \cdot 5

2, 5

são números primos, portanto, não é possível fatorá-los mais

= 2 \cdot 2 \cdot 5

= 2^{2} \cdot 5

= 2^{2} \cdot 5

Aplicar as propriedades dos radicais:

= 5 2^{2}

Aplicar as propriedades dos radicais:

2^{2} = 2

= 25

u_{1, 2} = \frac{- ( - 2 ) \pm 2 5}{2 \cdot 4}

Separe as soluções

u_{1} = \frac{- ( - 2 ) + 2 5}{2 \cdot 4}, u_{2} = \frac{- ( - 2 ) - 2 5}{2 \cdot 4}

u = \frac{- ( - 2 ) + 2 5}{2 \cdot 4} : \frac{1 + 5}{4}

\frac{- ( - 2 ) + 2 5}{2 \cdot 4}

Aplicar a regra

- (- a) = a

= \frac{2 + 2 5}{2 \cdot 4}

Multiplicar os números:

2 \cdot 4 = 8

= \frac{2 + 2 5}{8}

Fatorar

2 + 25 : 2 (1 + 5)

2 + 25

Reescrever como

= 2 \cdot 1 + 25

Fatorar o termo comum

2

= 2 (1 + 5)

= \frac{2 ( 1 + 5 )}{8}

Eliminar o fator comum:

2

= \frac{1 + 5}{4}

u = \frac{- ( - 2 ) - 2 5}{2 \cdot 4} : \frac{1 - 5}{4}

\frac{- ( - 2 ) - 2 5}{2 \cdot 4}

Aplicar a regra

- (- a) = a

= \frac{2 - 2 5}{2 \cdot 4}

Multiplicar os números:

2 \cdot 4 = 8

= \frac{2 - 2 5}{8}

Fatorar

2 - 25 : 2 (1 - 5)

2 - 25

Reescrever como

= 2 \cdot 1 - 25

Fatorar o termo comum

2

= 2 (1 - 5)

= \frac{2 ( 1 - 5 )}{8}

Eliminar o fator comum:

2

= \frac{1 - 5}{4}

As soluções para a equação de segundo grau são:

u = \frac{1 + 5}{4}, u = \frac{1 - 5}{4}

Substituir na equação

u = cos (x)

cos (x) = \frac{1 + 5}{4}, cos (x) = \frac{1 - 5}{4}

cos (x) = \frac{1 + 5}{4}, cos (x) = \frac{1 - 5}{4}

cos (x) = \frac{1 + 5}{4} : x = arccos (\frac{1 + 5}{4}) + 2 πn, x = 2 π - arccos (\frac{1 + 5}{4}) + 2 πn

cos (x) = \frac{1 + 5}{4}

Aplique as propriedades trigonométricas inversas

cos (x) = \frac{1 + 5}{4}

Soluções gerais para

cos (x) = \frac{1 + 5}{4}

cos (x) = a \Rightarrow x = arccos (a) + 2 πn, x = 2 π - arccos (a) + 2 πn

x = arccos (\frac{1 + 5}{4}) + 2 πn, x = 2 π - arccos (\frac{1 + 5}{4}) + 2 πn

x = arccos (\frac{1 + 5}{4}) + 2 πn, x = 2 π - arccos (\frac{1 + 5}{4}) + 2 πn

cos (x) = \frac{1 - 5}{4} : x = arccos (\frac{1 - 5}{4}) + 2 πn, x = - arccos (\frac{1 - 5}{4}) + 2 πn

cos (x) = \frac{1 - 5}{4}

Aplique as propriedades trigonométricas inversas

cos (x) = \frac{1 - 5}{4}

Soluções gerais para

cos (x) = \frac{1 - 5}{4}

cos (x) = - a \Rightarrow x = arccos (- a) + 2 πn, x = - arccos (- a) + 2 πn

x = arccos (\frac{1 - 5}{4}) + 2 πn, x = - arccos (\frac{1 - 5}{4}) + 2 πn

x = arccos (\frac{1 - 5}{4}) + 2 πn, x = - arccos (\frac{1 - 5}{4}) + 2 πn

Combinar toda as soluções

x = arccos (\frac{1 + 5}{4}) + 2 πn, x = 2 π - arccos (\frac{1 + 5}{4}) + 2 πn, x = arccos (\frac{1 - 5}{4}) + 2 πn, x = - arccos (\frac{1 - 5}{4}) + 2 πn

Mostrar soluções na forma decimal

x = 0.62831 \dots + 2 πn, x = 2 π - 0.62831 \dots + 2 πn, x = 1.88495 \dots + 2 πn, x = - 1.88495 \dots + 2 πn

Gráfico

Exemplos populares

cos^2(x)-4cos(x)-5=0

sin^2(α)=1+cos^2(α)

21cos((2pi)/(687)t)+228=220

cosh(npi)+sinh(npi)=0

sin(pi/6 x)= 1/2