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2tan^2(x)+1=cos(x)

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Solución

2tan2(x)+1=cos(x)

Solución

x=2πn
+1
Grados
x=0∘+360∘n
Pasos de solución
2tan2(x)+1=cos(x)
Elevar al cuadrado ambos lados(2tan2(x)+1)2=cos2(x)
Restar cos2(x) de ambos lados(2tan2(x)+1)2−cos2(x)=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
(1+2tan2(x))2−cos2(x)
Utilizar la identidad pitagórica: tan2(x)+1=sec2(x)tan2(x)=sec2(x)−1=(1+2(sec2(x)−1))2−cos2(x)
Expandir 1+2(sec2(x)−1):2sec2(x)−1
1+2(sec2(x)−1)
Expandir 2(sec2(x)−1):2sec2(x)−2
2(sec2(x)−1)
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=2,b=sec2(x),c=1=2sec2(x)−2⋅1
Multiplicar los numeros: 2⋅1=2=2sec2(x)−2
=1+2sec2(x)−2
Simplificar 1+2sec2(x)−2:2sec2(x)−1
1+2sec2(x)−2
Agrupar términos semejantes=2sec2(x)+1−2
Sumar/restar lo siguiente: 1−2=−1=2sec2(x)−1
=2sec2(x)−1
=(2sec2(x)−1)2−cos2(x)
(−1+2sec2(x))2−cos2(x)=0
Factorizar (−1+2sec2(x))2−cos2(x):(−1+2sec2(x)+cos(x))(−1+2sec2(x)−cos(x))
(−1+2sec2(x))2−cos2(x)
Aplicar la siguiente regla para binomios al cuadrado: x2−y2=(x+y)(x−y)(−1+2sec2(x))2−cos2(x)=((−1+2sec2(x))+cos(x))((−1+2sec2(x))−cos(x))=((−1+2sec2(x))+cos(x))((−1+2sec2(x))−cos(x))
Simplificar=(2sec2(x)+cos(x)−1)(2sec2(x)−cos(x)−1)
(−1+2sec2(x)+cos(x))(−1+2sec2(x)−cos(x))=0
Resolver cada parte por separado−1+2sec2(x)+cos(x)=0or−1+2sec2(x)−cos(x)=0
−1+2sec2(x)+cos(x)=0:x=π+2πn
−1+2sec2(x)+cos(x)=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
−1+cos(x)+2sec2(x)
Utilizar la identidad trigonométrica básica: cos(x)=sec(x)1​=−1+sec(x)1​+2sec2(x)
−1+sec(x)1​+2sec2(x)=0
Usando el método de sustitución
−1+sec(x)1​+2sec2(x)=0
Sea: sec(x)=u−1+u1​+2u2=0
−1+u1​+2u2=0:u=−1,u=21​+i21​,u=21​−i21​
−1+u1​+2u2=0
Multiplicar ambos lados por u
−1+u1​+2u2=0
Multiplicar ambos lados por u−1⋅u+u1​u+2u2u=0⋅u
Simplificar
−1⋅u+u1​u+2u2u=0⋅u
Simplificar −1⋅u:−u
−1⋅u
Multiplicar: 1⋅u=u=−u
Simplificar u1​u:1
u1​u
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=u1⋅u​
Eliminar los terminos comunes: u=1
Simplificar 2u2u:2u3
2u2u
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=2u2+1
Sumar: 2+1=3=2u3
Simplificar 0⋅u:0
0⋅u
Aplicar la regla 0⋅a=0=0
−u+1+2u3=0
−u+1+2u3=0
−u+1+2u3=0
Resolver −u+1+2u3=0:u=−1,u=21​+i21​,u=21​−i21​
−u+1+2u3=0
Escribir en la forma binómica an​xn+…+a1​x+a0​=02u3−u+1=0
Factorizar 2u3−u+1:(u+1)(2u2−2u+1)
2u3−u+1
Utilizar el teorema de la raíz racional
a0​=1,an​=2
Los divisores de a0​:1,Los divisores de an​:1,2
Por lo tanto, verificar los siguientes numeros racionales:±1,21​
−11​ es la raíz de la expresión, por lo tanto, factorizar u+1
=(u+1)u+12u3−u+1​
u+12u3−u+1​=2u2−2u+1
u+12u3−u+1​
Dividir u+12u3−u+1​:u+12u3−u+1​=2u2+u+1−2u2−u+1​
Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador 2u3−u+1
y el divisor u+1:u2u3​=2u2
Cociente=2u2
Multiplicar u+1 por 2u2:2u3+2u2Substraer 2u3+2u2 de 2u3−u+1 para obtener un nuevo residuoResiduo=−2u2−u+1
Por lo tantou+12u3−u+1​=2u2+u+1−2u2−u+1​
=2u2+u+1−2u2−u+1​
Dividir u+1−2u2−u+1​:u+1−2u2−u+1​=−2u+u+1u+1​
Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador −2u2−u+1
y el divisor u+1:u−2u2​=−2u
Cociente=−2u
Multiplicar u+1 por −2u:−2u2−2uSubstraer −2u2−2u de −2u2−u+1 para obtener un nuevo residuoResiduo=u+1
Por lo tantou+1−2u2−u+1​=−2u+u+1u+1​
=2u2−2u+u+1u+1​
Dividir u+1u+1​:u+1u+1​=1
Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador u+1
y el divisor u+1:uu​=1
Cociente=1
Multiplicar u+1 por 1:u+1Substraer u+1 de u+1 para obtener un nuevo residuoResiduo=0
Por lo tantou+1u+1​=1
=2u2−2u+1
=(u+1)(2u2−2u+1)
(u+1)(2u2−2u+1)=0
Usando la propiedad del factor cero: Si ab=0entonces a=0o b=0u+1=0or2u2−2u+1=0
Resolver u+1=0:u=−1
u+1=0
Desplace 1a la derecha
u+1=0
Restar 1 de ambos ladosu+1−1=0−1
Simplificaru=−1
u=−1
Resolver 2u2−2u+1=0:u=21​+i21​,u=21​−i21​
2u2−2u+1=0
Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:
2u2−2u+1=0
Formula general para ecuaciones de segundo grado:
Para a=2,b=−2,c=1u1,2​=2⋅2−(−2)±(−2)2−4⋅2⋅1​​
u1,2​=2⋅2−(−2)±(−2)2−4⋅2⋅1​​
Simplificar (−2)2−4⋅2⋅1​:2i
(−2)2−4⋅2⋅1​
Aplicar las leyes de los exponentes: (−a)n=an,si n es par(−2)2=22=22−4⋅2⋅1​
Multiplicar los numeros: 4⋅2⋅1=8=22−8​
Aplicar las propiedades de los numeros imaginarios: −a​=ia​=i8−22​
−22+8​=2
−22+8​
22=4=−4+8​
Sumar/restar lo siguiente: −4+8=4=4​
Descomponer el número en factores primos: 4=22=22​
Aplicar las leyes de los exponentes: 22​=2=2
=2i
u1,2​=2⋅2−(−2)±2i​
Separar las solucionesu1​=2⋅2−(−2)+2i​,u2​=2⋅2−(−2)−2i​
u=2⋅2−(−2)+2i​:21​+i21​
2⋅2−(−2)+2i​
Aplicar la regla −(−a)=a=2⋅22+2i​
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=42+2i​
Factorizar 2+2i:2(1+i)
2+2i
Reescribir como=2⋅1+2i
Factorizar el termino común 2=2(1+i)
=42(1+i)​
Eliminar los terminos comunes: 2=21+i​
Reescribir 21+i​ en la forma binómica: 21​+21​i
21+i​
Aplicar las propiedades de las fracciones: ca±b​=ca​±cb​21+i​=21​+2i​=21​+2i​
=21​+21​i
u=2⋅2−(−2)−2i​:21​−i21​
2⋅2−(−2)−2i​
Aplicar la regla −(−a)=a=2⋅22−2i​
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=42−2i​
Factorizar 2−2i:2(1−i)
2−2i
Reescribir como=2⋅1−2i
Factorizar el termino común 2=2(1−i)
=42(1−i)​
Eliminar los terminos comunes: 2=21−i​
Reescribir 21−i​ en la forma binómica: 21​−21​i
21−i​
Aplicar las propiedades de las fracciones: ca±b​=ca​±cb​21−i​=21​−2i​=21​−2i​
=21​−21​i
Las soluciones a la ecuación de segundo grado son: u=21​+i21​,u=21​−i21​
Las soluciones sonu=−1,u=21​+i21​,u=21​−i21​
u=−1,u=21​+i21​,u=21​−i21​
Verificar las soluciones
Encontrar los puntos no definidos (singularidades):u=0
Tomar el(los) denominador(es) de −1+u1​+2u2 y comparar con cero
u=0
Los siguientes puntos no están definidosu=0
Combinar los puntos no definidos con las soluciones:
u=−1,u=21​+i21​,u=21​−i21​
Sustituir en la ecuación u=sec(x)sec(x)=−1,sec(x)=21​+i21​,sec(x)=21​−i21​
sec(x)=−1,sec(x)=21​+i21​,sec(x)=21​−i21​
sec(x)=−1:x=π+2πn
sec(x)=−1
Soluciones generales para sec(x)=−1
sec(x) tabla de valores periódicos con 2πn intervalos:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​sec(x)1323​​2​2Undefined−2−2​−323​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​sec(x)−1−323​​−2​−2Undefined22​323​​​​
x=π+2πn
x=π+2πn
sec(x)=21​+i21​:Sin solución
sec(x)=21​+i21​
Sinsolucioˊn
sec(x)=21​−i21​:Sin solución
sec(x)=21​−i21​
Sinsolucioˊn
Combinar toda las solucionesx=π+2πn
−1+2sec2(x)−cos(x)=0:x=2πn
−1+2sec2(x)−cos(x)=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
−1−cos(x)+2sec2(x)
Utilizar la identidad trigonométrica básica: cos(x)=sec(x)1​=−1−sec(x)1​+2sec2(x)
−1−sec(x)1​+2sec2(x)=0
Usando el método de sustitución
−1−sec(x)1​+2sec2(x)=0
Sea: sec(x)=u−1−u1​+2u2=0
−1−u1​+2u2=0:u=1,u=−21​+i21​,u=−21​−i21​
−1−u1​+2u2=0
Multiplicar ambos lados por u
−1−u1​+2u2=0
Multiplicar ambos lados por u−1⋅u−u1​u+2u2u=0⋅u
Simplificar
−1⋅u−u1​u+2u2u=0⋅u
Simplificar −1⋅u:−u
−1⋅u
Multiplicar: 1⋅u=u=−u
Simplificar −u1​u:−1
−u1​u
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=−u1⋅u​
Eliminar los terminos comunes: u=−1
Simplificar 2u2u:2u3
2u2u
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=2u2+1
Sumar: 2+1=3=2u3
Simplificar 0⋅u:0
0⋅u
Aplicar la regla 0⋅a=0=0
−u−1+2u3=0
−u−1+2u3=0
−u−1+2u3=0
Resolver −u−1+2u3=0:u=1,u=−21​+i21​,u=−21​−i21​
−u−1+2u3=0
Escribir en la forma binómica an​xn+…+a1​x+a0​=02u3−u−1=0
Factorizar 2u3−u−1:(u−1)(2u2+2u+1)
2u3−u−1
Utilizar el teorema de la raíz racional
a0​=1,an​=2
Los divisores de a0​:1,Los divisores de an​:1,2
Por lo tanto, verificar los siguientes numeros racionales:±1,21​
11​ es la raíz de la expresión, por lo tanto, factorizar u−1
=(u−1)u−12u3−u−1​
u−12u3−u−1​=2u2+2u+1
u−12u3−u−1​
Dividir u−12u3−u−1​:u−12u3−u−1​=2u2+u−12u2−u−1​
Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador 2u3−u−1
y el divisor u−1:u2u3​=2u2
Cociente=2u2
Multiplicar u−1 por 2u2:2u3−2u2Substraer 2u3−2u2 de 2u3−u−1 para obtener un nuevo residuoResiduo=2u2−u−1
Por lo tantou−12u3−u−1​=2u2+u−12u2−u−1​
=2u2+u−12u2−u−1​
Dividir u−12u2−u−1​:u−12u2−u−1​=2u+u−1u−1​
Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador 2u2−u−1
y el divisor u−1:u2u2​=2u
Cociente=2u
Multiplicar u−1 por 2u:2u2−2uSubstraer 2u2−2u de 2u2−u−1 para obtener un nuevo residuoResiduo=u−1
Por lo tantou−12u2−u−1​=2u+u−1u−1​
=2u2+2u+u−1u−1​
Dividir u−1u−1​:u−1u−1​=1
Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador u−1
y el divisor u−1:uu​=1
Cociente=1
Multiplicar u−1 por 1:u−1Substraer u−1 de u−1 para obtener un nuevo residuoResiduo=0
Por lo tantou−1u−1​=1
=2u2+2u+1
=(u−1)(2u2+2u+1)
(u−1)(2u2+2u+1)=0
Usando la propiedad del factor cero: Si ab=0entonces a=0o b=0u−1=0or2u2+2u+1=0
Resolver u−1=0:u=1
u−1=0
Desplace 1a la derecha
u−1=0
Sumar 1 a ambos ladosu−1+1=0+1
Simplificaru=1
u=1
Resolver 2u2+2u+1=0:u=−21​+i21​,u=−21​−i21​
2u2+2u+1=0
Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:
2u2+2u+1=0
Formula general para ecuaciones de segundo grado:
Para a=2,b=2,c=1u1,2​=2⋅2−2±22−4⋅2⋅1​​
u1,2​=2⋅2−2±22−4⋅2⋅1​​
Simplificar 22−4⋅2⋅1​:2i
22−4⋅2⋅1​
Multiplicar los numeros: 4⋅2⋅1=8=22−8​
Aplicar las propiedades de los numeros imaginarios: −a​=ia​=i8−22​
−22+8​=2
−22+8​
22=4=−4+8​
Sumar/restar lo siguiente: −4+8=4=4​
Descomponer el número en factores primos: 4=22=22​
Aplicar las leyes de los exponentes: 22​=2=2
=2i
u1,2​=2⋅2−2±2i​
Separar las solucionesu1​=2⋅2−2+2i​,u2​=2⋅2−2−2i​
u=2⋅2−2+2i​:−21​+i21​
2⋅2−2+2i​
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=4−2+2i​
Factorizar −2+2i:2(−1+i)
−2+2i
Reescribir como=−2⋅1+2i
Factorizar el termino común 2=2(−1+i)
=42(−1+i)​
Eliminar los terminos comunes: 2=2−1+i​
Reescribir 2−1+i​ en la forma binómica: −21​+21​i
2−1+i​
Aplicar las propiedades de las fracciones: ca±b​=ca​±cb​2−1+i​=−21​+2i​=−21​+2i​
=−21​+21​i
u=2⋅2−2−2i​:−21​−i21​
2⋅2−2−2i​
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=4−2−2i​
Factorizar −2−2i:−2(1+i)
−2−2i
Reescribir como=−2⋅1−2i
Factorizar el termino común 2=−2(1+i)
=−42(1+i)​
Eliminar los terminos comunes: 2=−21+i​
Reescribir −21+i​ en la forma binómica: −21​−21​i
−21+i​
Aplicar las propiedades de las fracciones: ca±b​=ca​±cb​21+i​=−(21​)−(2i​)=−(21​)−(2i​)
Quitar los parentesis: (a)=a=−21​−2i​
=−21​−21​i
Las soluciones a la ecuación de segundo grado son: u=−21​+i21​,u=−21​−i21​
Las soluciones sonu=1,u=−21​+i21​,u=−21​−i21​
u=1,u=−21​+i21​,u=−21​−i21​
Verificar las soluciones
Encontrar los puntos no definidos (singularidades):u=0
Tomar el(los) denominador(es) de −1−u1​+2u2 y comparar con cero
u=0
Los siguientes puntos no están definidosu=0
Combinar los puntos no definidos con las soluciones:
u=1,u=−21​+i21​,u=−21​−i21​
Sustituir en la ecuación u=sec(x)sec(x)=1,sec(x)=−21​+i21​,sec(x)=−21​−i21​
sec(x)=1,sec(x)=−21​+i21​,sec(x)=−21​−i21​
sec(x)=1:x=2πn
sec(x)=1
Soluciones generales para sec(x)=1
sec(x) tabla de valores periódicos con 2πn intervalos:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​sec(x)1323​​2​2Undefined−2−2​−323​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​sec(x)−1−323​​−2​−2Undefined22​323​​​​
x=0+2πn
x=0+2πn
Resolver x=0+2πn:x=2πn
x=0+2πn
0+2πn=2πnx=2πn
x=2πn
sec(x)=−21​+i21​:Sin solución
sec(x)=−21​+i21​
Sinsolucioˊn
sec(x)=−21​−i21​:Sin solución
sec(x)=−21​−i21​
Sinsolucioˊn
Combinar toda las solucionesx=2πn
Combinar toda las solucionesx=π+2πn,x=2πn
Verificar las soluciones sustituyendo en la ecuación original
Verificar las soluciones sustituyéndolas en 2tan2(x)+1=cos(x)
Quitar las que no concuerden con la ecuación.
Verificar la solución π+2πn:Falso
π+2πn
Sustituir n=1π+2π1
Multiplicar 2tan2(x)+1=cos(x) por x=π+2π12tan2(π+2π1)+1=cos(π+2π1)
Simplificar1=−1
⇒Falso
Verificar la solución 2πn:Verdadero
2πn
Sustituir n=12π1
Multiplicar 2tan2(x)+1=cos(x) por x=2π12tan2(2π1)+1=cos(2π1)
Simplificar1=1
⇒Verdadero
x=2πn

Gráfica

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Ejemplos populares

sec(x)=-4/3sin(B)= 1/455sin(θ)-20-20cos(θ)=08sin^2(x)=15sin(x)cos(x)=cos(x)
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