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Popular Trigonometría >

sin(3x)+cos(2x)=0

Solución

sin (3 x) + cos (2 x) = 0

Solución

x = \frac{3 π}{2} + 2 πn, x = 0.94247 \dots + 2 πn, x = π - 0.94247 \dots + 2 πn, x = - 0.31415 \dots + 2 πn, x = π + 0.31415 \dots + 2 πn

Grados

x = 27 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 5 4^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 12 6^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = - 1 8^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 19 8^{\circ} + 36 0^{\circ} n

Pasos de solución

sin (3 x) + cos (2 x) = 0

Re-escribir usando identidades trigonométricas

cos (2 x) + sin (3 x)

Utilizar la identidad trigonométrica del ángulo doble:

cos (2 x) = 1 - 2 sin^{2} (x)

= 1 - 2 sin^{2} (x) + sin (3 x)

sin (3 x) = 3 sin (x) - 4 sin^{3} (x)

sin (3 x)

Re-escribir usando identidades trigonométricas

sin (3 x)

Reescribir como

= sin (2 x + x)

Utilizar la identidad de suma de ángulos:

sin (s + t) = sin (s) cos (t) + cos (s) sin (t)

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

Utilizar la identidad trigonométrica del ángulo doble:

sin (2 x) = 2 sin (x) cos (x)

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

Simplificar

cos (2 x) sin (x) + cos (x) \cdot 2 sin (x) cos (x) : sin (x) cos (2 x) + 2 cos^{2} (x) sin (x)

cos (2 x) sin (x) + cos (x) 2 sin (x) cos (x)

cos (x) \cdot 2 sin (x) cos (x) = 2 cos^{2} (x) sin (x)

cos (x) 2 sin (x) cos (x)

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

cos (x) cos (x) = cos^{1 + 1} (x)

= 2 sin (x) cos^{1 + 1} (x)

Sumar:

1 + 1 = 2

= 2 sin (x) cos^{2} (x)

= sin (x) cos (2 x) + 2 cos^{2} (x) sin (x)

= sin (x) cos (2 x) + 2 cos^{2} (x) sin (x)

= sin (x) cos (2 x) + 2 cos^{2} (x) sin (x)

Utilizar la identidad trigonométrica del ángulo doble:

cos (2 x) = 1 - 2 sin^{2} (x)

= (1 - 2 sin^{2} (x)) sin (x) + 2 cos^{2} (x) sin (x)

Utilizar la identidad pitagórica:

cos^{2} (x) + sin^{2} (x) = 1

cos^{2} (x) = 1 - sin^{2} (x)

= (1 - 2 sin^{2} (x)) sin (x) + 2 (1 - sin^{2} (x)) sin (x)

Expandir

(1 - 2 sin^{2} (x)) sin (x) + 2 (1 - sin^{2} (x)) sin (x) : - 4 sin^{3} (x) + 3 sin (x)

(1 - 2 sin^{2} (x)) sin (x) + 2 (1 - sin^{2} (x)) sin (x)

= sin (x) (1 - 2 sin^{2} (x)) + 2 sin (x) (1 - sin^{2} (x))

Expandir

sin (x) (1 - 2 sin^{2} (x)) : sin (x) - 2 sin^{3} (x)

sin (x) (1 - 2 sin^{2} (x))

Poner los parentesis utilizando:

a (b - c) = ab - a c

a = sin (x), b = 1, c = 2 sin^{2} (x)

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

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

Simplificar

1 \cdot sin (x) - 2 sin^{2} (x) sin (x) : sin (x) - 2 sin^{3} (x)

1 sin (x) - 2 sin^{2} (x) sin (x)

1 \cdot sin (x) = sin (x)

1 sin (x)

Multiplicar:

1 \cdot sin (x) = sin (x)

= sin (x)

2 sin^{2} (x) sin (x) = 2 sin^{3} (x)

2 sin^{2} (x) sin (x)

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

sin^{2} (x) sin (x) = sin^{2 + 1} (x)

= 2 sin^{2 + 1} (x)

Sumar:

2 + 1 = 3

= 2 sin^{3} (x)

= sin (x) - 2 sin^{3} (x)

= sin (x) - 2 sin^{3} (x)

= sin (x) - 2 sin^{3} (x) + 2 (1 - sin^{2} (x)) sin (x)

Expandir

2 sin (x) (1 - sin^{2} (x)) : 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

2 sin (x) (1 - sin^{2} (x))

Poner los parentesis utilizando:

a (b - c) = ab - a c

a = 2 sin (x), b = 1, c = sin^{2} (x)

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

= 2 \cdot 1 sin (x) - 2 sin^{2} (x) sin (x)

Simplificar

2 \cdot 1 \cdot sin (x) - 2 sin^{2} (x) sin (x) : 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

2 \cdot 1 sin (x) - 2 sin^{2} (x) sin (x)

2 \cdot 1 \cdot sin (x) = 2 sin (x)

2 \cdot 1 sin (x)

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 1 = 2

= 2 sin (x)

2 sin^{2} (x) sin (x) = 2 sin^{3} (x)

2 sin^{2} (x) sin (x)

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

sin^{2} (x) sin (x) = sin^{2 + 1} (x)

= 2 sin^{2 + 1} (x)

Sumar:

2 + 1 = 3

= 2 sin^{3} (x)

= 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

= 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

= sin (x) - 2 sin^{3} (x) + 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

Simplificar

sin (x) - 2 sin^{3} (x) + 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x) : - 4 sin^{3} (x) + 3 sin (x)

sin (x) - 2 sin^{3} (x) + 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

Agrupar términos semejantes

= - 2 sin^{3} (x) - 2 sin^{3} (x) + sin (x) + 2 sin (x)

Sumar elementos similares:

- 2 sin^{3} (x) - 2 sin^{3} (x) = - 4 sin^{3} (x)

= - 4 sin^{3} (x) + sin (x) + 2 sin (x)

Sumar elementos similares:

sin (x) + 2 sin (x) = 3 sin (x)

= - 4 sin^{3} (x) + 3 sin (x)

= - 4 sin^{3} (x) + 3 sin (x)

= - 4 sin^{3} (x) + 3 sin (x)

= 1 + 3 sin (x) - 4 sin^{3} (x) - 2 sin^{2} (x)

1 - 2 sin^{2} (x) + 3 sin (x) - 4 sin^{3} (x) = 0

Usando el método de sustitución

1 - 2 sin^{2} (x) + 3 sin (x) - 4 sin^{3} (x) = 0

Sea:

sin (x) = u

1 - 2 u^{2} + 3 u - 4 u^{3} = 0

1 - 2 u^{2} + 3 u - 4 u^{3} = 0 : u = - 1, u = \frac{1 + 5}{4}, u = \frac{1 - 5}{4}

1 - 2 u^{2} + 3 u - 4 u^{3} = 0

Escribir en la forma binómica

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

- 4 u^{3} - 2 u^{2} + 3 u + 1 = 0

Factorizar

- 4 u^{3} - 2 u^{2} + 3 u + 1 : - (u + 1) (4 u^{2} - 2 u - 1)

- 4 u^{3} - 2 u^{2} + 3 u + 1

Factorizar el termino común

- 1

= - (4 u^{3} + 2 u^{2} - 3 u - 1)

Factorizar

4 u^{3} + 2 u^{2} - 3 u - 1 : (u + 1) (4 u^{2} - 2 u - 1)

4 u^{3} + 2 u^{2} - 3 u - 1

Utilizar el teorema de la raíz racional

a_{0} = 1, a_{n} = 4

Los divisores de

a_{0} : 1,

Los divisores de

a_{n} : 1, 2, 4

Por lo tanto, verificar los siguientes numeros racionales:

\pm \frac{1}{1 , 2 , 4}

- \frac{1}{1}

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

u + 1

= (u + 1) \frac{4 u ^{3} + 2 u ^{2} - 3 u - 1}{u + 1}

\frac{4 u ^{3} + 2 u ^{2} - 3 u - 1}{u + 1} = 4 u^{2} - 2 u - 1

\frac{4 u ^{3} + 2 u ^{2} - 3 u - 1}{u + 1}

Dividir

\frac{4 u ^{3} + 2 u ^{2} - 3 u - 1}{u + 1} : \frac{4 u ^{3} + 2 u ^{2} - 3 u - 1}{u + 1} = 4 u^{2} + \frac{- 2 u ^{2} - 3 u - 1}{u + 1}

Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador

4 u^{3} + 2 u^{2} - 3 u - 1

y el divisor

u + 1 : \frac{4 u ^{3}}{u} = 4 u^{2}

Cociente = 4 u^{2}

Multiplicar

u + 1

por

4 u^{2} : 4 u^{3} + 4 u^{2}

Substraer

4 u^{3} + 4 u^{2}

4 u^{3} + 2 u^{2} - 3 u - 1

para obtener un nuevo residuo

Residuo = - 2 u^{2} - 3 u - 1

Por lo tanto

\frac{4 u ^{3} + 2 u ^{2} - 3 u - 1}{u + 1} = 4 u^{2} + \frac{- 2 u ^{2} - 3 u - 1}{u + 1}

= 4 u^{2} + \frac{- 2 u ^{2} - 3 u - 1}{u + 1}

Dividir

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

Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador

- 2 u^{2} - 3 u - 1

y el divisor

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

Cociente = - 2 u

Multiplicar

u + 1

por

- 2 u : - 2 u^{2} - 2 u

Substraer

- 2 u^{2} - 2 u

- 2 u^{2} - 3 u - 1

para obtener un nuevo residuo

Residuo = - u - 1

Por lo tanto

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

= 4 u^{2} - 2 u + \frac{- u - 1}{u + 1}

Dividir

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

Dividir los coeficientes de los términos de mayor grado del numerador

- u - 1

y el divisor

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

Cociente = - 1

Multiplicar

u + 1

por

- 1 : - u - 1

Substraer

- u - 1

- u - 1

para obtener un nuevo residuo

Residuo = 0

Por lo tanto

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

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

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

= (u + 1) (4 u^{2} - 2 u - 1)

= - (u + 1) (4 u^{2} - 2 u - 1)

- (u + 1) (4 u^{2} - 2 u - 1) = 0

Usando la propiedad del factor cero:

ab = 0

entonces

a = 0

b = 0

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

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 con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:

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

Formula general para ecuaciones de segundo grado:

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 la regla

- (- a) = a

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

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

n

es par

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

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

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 4 \cdot 1 = 16

= 2^{2} + 16

2^{2} = 4

= 4 + 16

Sumar:

4 + 16 = 20

= 20

Descomposición en factores primos de

20 : 2^{2} \cdot 5

20

20

divida por

220 = 10 \cdot 2

= 2 \cdot 10

10

divida por

210 = 5 \cdot 2

= 2 \cdot 2 \cdot 5

2, 5

son números primos, por lo tanto, no se pueden factorizar mas

= 2 \cdot 2 \cdot 5

= 2^{2} \cdot 5

= 2^{2} \cdot 5

Aplicar las leyes de los exponentes:

= 5 2^{2}

Aplicar las leyes de los exponentes:

2^{2} = 2

= 25

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

Separar las soluciones

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 la regla

- (- a) = a

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

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 4 = 8

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

Factorizar

2 + 25 : 2 (1 + 5)

2 + 25

Reescribir como

= 2 \cdot 1 + 25

Factorizar el termino común

2

= 2 (1 + 5)

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

Eliminar los terminos comunes:

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 la regla

- (- a) = a

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

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 4 = 8

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

Factorizar

2 - 25 : 2 (1 - 5)

2 - 25

Reescribir como

= 2 \cdot 1 - 25

Factorizar el termino común

2

= 2 (1 - 5)

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

Eliminar los terminos comunes:

2

= \frac{1 - 5}{4}

Las soluciones a la ecuación de segundo grado son:

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

Las soluciones son

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

Sustituir en la ecuación

u = sin (x)

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

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

sin (x) = - 1 : x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

sin (x) = - 1

Soluciones generales para

sin (x) = - 1

tabla de valores periódicos con

2 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} sin (x) 0 \frac{1}{2} \frac{2}{2} \frac{3}{2} 1 \frac{3}{2} \frac{2}{2} \frac{1}{2} x π \frac{7 π}{6} \frac{5 π}{4} \frac{4 π}{3} \frac{3 π}{2} \frac{5 π}{3} \frac{7 π}{4} \frac{11 π}{6} sin (x) 0 - \frac{1}{2} - \frac{2}{2} - \frac{3}{2} - 1 - \frac{3}{2} - \frac{2}{2} - \frac{1}{2}

x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

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

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

Aplicar propiedades trigonométricas inversas

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

Soluciones generales para

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

sin (x) = a \Rightarrow x = arcsin (a) + 2 πn, x = π - arcsin (a) + 2 πn

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

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

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

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

Aplicar propiedades trigonométricas inversas

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

Soluciones generales para

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

sin (x) = - a \Rightarrow x = arcsin (- a) + 2 πn, x = π + arcsin (a) + 2 πn

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

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

Combinar toda las soluciones

x = \frac{3 π}{2} + 2 πn, x = arcsin (\frac{1 + 5}{4}) + 2 πn, x = π - arcsin (\frac{1 + 5}{4}) + 2 πn, x = arcsin (\frac{1 - 5}{4}) + 2 πn, x = π + arcsin (- \frac{1 - 5}{4}) + 2 πn

Mostrar soluciones en forma decimal

x = \frac{3 π}{2} + 2 πn, x = 0.94247 \dots + 2 πn, x = π - 0.94247 \dots + 2 πn, x = - 0.31415 \dots + 2 πn, x = π + 0.31415 \dots + 2 πn

Gráfica

Ejemplos populares

tan(x)=-(sqrt(3))/2

3sin(x)cos(x)=sin(x)

cos((5x}{10})=\frac{sqrt(2))/2

2cos(θ)tan(θ)-tan(θ)=0

sqrt(2)=csc(θ)