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

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Solución

tan(x)3​=(2tan(x))(2cos(x))

Solución

x=0.80515…+2πn,x=2π−0.80515…+2πn
+1
Grados
x=46.13190…∘+360∘n,x=313.86809…∘+360∘n
Pasos de solución
tan(x)3​=(2tan(x))(2cos(x))
Restar 2tan(x)2cos(x) de ambos ladostan(x)3​−4tan(x)cos(x)=0
Simplificar tan(x)3​−4tan(x)cos(x):tan(x)3−4tan2(x)cos(x)​
tan(x)3​−4tan(x)cos(x)
Convertir a fracción: 4tan(x)cos(x)=tan(x)4tan(x)cos(x)tan(x)​=tan(x)3​−tan(x)4tan(x)cos(x)tan(x)​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=tan(x)3−4tan(x)cos(x)tan(x)​
3−4tan(x)cos(x)tan(x)=3−4tan2(x)cos(x)
3−4tan(x)cos(x)tan(x)
4tan(x)cos(x)tan(x)=4tan2(x)cos(x)
4tan(x)cos(x)tan(x)
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+ctan(x)tan(x)=tan1+1(x)=4cos(x)tan1+1(x)
Sumar: 1+1=2=4cos(x)tan2(x)
=3−4tan2(x)cos(x)
=tan(x)3−4tan2(x)cos(x)​
tan(x)3−4tan2(x)cos(x)​=0
g(x)f(x)​=0⇒f(x)=03−4tan2(x)cos(x)=0
Expresar con seno, coseno3−4(cos(x)sin(x)​)2cos(x)=0
Simplificar 3−4(cos(x)sin(x)​)2cos(x):cos(x)3cos(x)−4sin2(x)​
3−4(cos(x)sin(x)​)2cos(x)
4(cos(x)sin(x)​)2cos(x)=cos(x)4sin2(x)​
4(cos(x)sin(x)​)2cos(x)
(cos(x)sin(x)​)2=cos2(x)sin2(x)​
(cos(x)sin(x)​)2
Aplicar las leyes de los exponentes: (ba​)c=bcac​=cos2(x)sin2(x)​
=4⋅cos2(x)sin2(x)​cos(x)
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=cos2(x)sin2(x)⋅4cos(x)​
Eliminar los terminos comunes: cos(x)=cos(x)4sin2(x)​
=3−cos(x)4sin2(x)​
Convertir a fracción: 3=cos(x)3cos(x)​=cos(x)3cos(x)​−cos(x)4sin2(x)​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=cos(x)3cos(x)−4sin2(x)​
cos(x)3cos(x)−4sin2(x)​=0
g(x)f(x)​=0⇒f(x)=03cos(x)−4sin2(x)=0
Sumar 4sin2(x) a ambos lados3cos(x)=4sin2(x)
Elevar al cuadrado ambos lados(3cos(x))2=(4sin2(x))2
Restar (4sin2(x))2 de ambos lados9cos2(x)−16sin4(x)=0
Factorizar 9cos2(x)−16sin4(x):(3cos(x)+4sin2(x))(3cos(x)−4sin2(x))
9cos2(x)−16sin4(x)
Reescribir 9cos2(x)−16sin4(x) como (3cos(x))2−(4sin2(x))2
9cos2(x)−16sin4(x)
Reescribir 9 como 32=32cos2(x)−16sin4(x)
Reescribir 16 como 42=32cos2(x)−42sin4(x)
Aplicar las leyes de los exponentes: abc=(ab)csin4(x)=(sin2(x))2=32cos2(x)−42(sin2(x))2
Aplicar las leyes de los exponentes: ambm=(ab)m32cos2(x)=(3cos(x))2=(3cos(x))2−42(sin2(x))2
Aplicar las leyes de los exponentes: ambm=(ab)m42(sin2(x))2=(4sin2(x))2=(3cos(x))2−(4sin2(x))2
=(3cos(x))2−(4sin2(x))2
Aplicar la siguiente regla para binomios al cuadrado: x2−y2=(x+y)(x−y)(3cos(x))2−(4sin2(x))2=(3cos(x)+4sin2(x))(3cos(x)−4sin2(x))=(3cos(x)+4sin2(x))(3cos(x)−4sin2(x))
(3cos(x)+4sin2(x))(3cos(x)−4sin2(x))=0
Resolver cada parte por separado3cos(x)+4sin2(x)=0or3cos(x)−4sin2(x)=0
3cos(x)+4sin2(x)=0:x=arccos(−8−3+73​​)+2πn,x=−arccos(−8−3+73​​)+2πn
3cos(x)+4sin2(x)=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
3cos(x)+4sin2(x)
Utilizar la identidad pitagórica: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=3cos(x)+4(1−cos2(x))
(1−cos2(x))⋅4+3cos(x)=0
Usando el método de sustitución
(1−cos2(x))⋅4+3cos(x)=0
Sea: cos(x)=u(1−u2)⋅4+3u=0
(1−u2)⋅4+3u=0:u=−8−3+73​​,u=83+73​​
(1−u2)⋅4+3u=0
Desarrollar (1−u2)⋅4+3u:4−4u2+3u
(1−u2)⋅4+3u
=4(1−u2)+3u
Expandir 4(1−u2):4−4u2
4(1−u2)
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=4,b=1,c=u2=4⋅1−4u2
Multiplicar los numeros: 4⋅1=4=4−4u2
=4−4u2+3u
4−4u2+3u=0
Escribir en la forma binómica ax2+bx+c=0−4u2+3u+4=0
Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:
−4u2+3u+4=0
Formula general para ecuaciones de segundo grado:
Para a=−4,b=3,c=4u1,2​=2(−4)−3±32−4(−4)⋅4​​
u1,2​=2(−4)−3±32−4(−4)⋅4​​
32−4(−4)⋅4​=73​
32−4(−4)⋅4​
Aplicar la regla −(−a)=a=32+4⋅4⋅4​
Multiplicar los numeros: 4⋅4⋅4=64=32+64​
32=9=9+64​
Sumar: 9+64=73=73​
u1,2​=2(−4)−3±73​​
Separar las solucionesu1​=2(−4)−3+73​​,u2​=2(−4)−3−73​​
u=2(−4)−3+73​​:−8−3+73​​
2(−4)−3+73​​
Quitar los parentesis: (−a)=−a=−2⋅4−3+73​​
Multiplicar los numeros: 2⋅4=8=−8−3+73​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: −ba​=−ba​=−8−3+73​​
u=2(−4)−3−73​​:83+73​​
2(−4)−3−73​​
Quitar los parentesis: (−a)=−a=−2⋅4−3−73​​
Multiplicar los numeros: 2⋅4=8=−8−3−73​​
Aplicar las propiedades de las fracciones: −b−a​=ba​−3−73​=−(3+73​)=83+73​​
Las soluciones a la ecuación de segundo grado son: u=−8−3+73​​,u=83+73​​
Sustituir en la ecuación u=cos(x)cos(x)=−8−3+73​​,cos(x)=83+73​​
cos(x)=−8−3+73​​,cos(x)=83+73​​
cos(x)=−8−3+73​​:x=arccos(−8−3+73​​)+2πn,x=−arccos(−8−3+73​​)+2πn
cos(x)=−8−3+73​​
Aplicar propiedades trigonométricas inversas
cos(x)=−8−3+73​​
Soluciones generales para cos(x)=−8−3+73​​cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−8−3+73​​)+2πn,x=−arccos(−8−3+73​​)+2πn
x=arccos(−8−3+73​​)+2πn,x=−arccos(−8−3+73​​)+2πn
cos(x)=83+73​​:Sin solución
cos(x)=83+73​​
−1≤cos(x)≤1Sinsolucioˊn
Combinar toda las solucionesx=arccos(−8−3+73​​)+2πn,x=−arccos(−8−3+73​​)+2πn
3cos(x)−4sin2(x)=0:x=arccos(8−3+73​​)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73​​)+2πn
3cos(x)−4sin2(x)=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
3cos(x)−4sin2(x)
Utilizar la identidad pitagórica: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=3cos(x)−4(1−cos2(x))
−(1−cos2(x))⋅4+3cos(x)=0
Usando el método de sustitución
−(1−cos2(x))⋅4+3cos(x)=0
Sea: cos(x)=u−(1−u2)⋅4+3u=0
−(1−u2)⋅4+3u=0:u=8−3+73​​,u=8−3−73​​
−(1−u2)⋅4+3u=0
Desarrollar −(1−u2)⋅4+3u:−4+4u2+3u
−(1−u2)⋅4+3u
=−4(1−u2)+3u
Expandir −4(1−u2):−4+4u2
−4(1−u2)
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=−4,b=1,c=u2=−4⋅1−(−4)u2
Aplicar las reglas de los signos−(−a)=a=−4⋅1+4u2
Multiplicar los numeros: 4⋅1=4=−4+4u2
=−4+4u2+3u
−4+4u2+3u=0
Escribir en la forma binómica ax2+bx+c=04u2+3u−4=0
Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:
4u2+3u−4=0
Formula general para ecuaciones de segundo grado:
Para a=4,b=3,c=−4u1,2​=2⋅4−3±32−4⋅4(−4)​​
u1,2​=2⋅4−3±32−4⋅4(−4)​​
32−4⋅4(−4)​=73​
32−4⋅4(−4)​
Aplicar la regla −(−a)=a=32+4⋅4⋅4​
Multiplicar los numeros: 4⋅4⋅4=64=32+64​
32=9=9+64​
Sumar: 9+64=73=73​
u1,2​=2⋅4−3±73​​
Separar las solucionesu1​=2⋅4−3+73​​,u2​=2⋅4−3−73​​
u=2⋅4−3+73​​:8−3+73​​
2⋅4−3+73​​
Multiplicar los numeros: 2⋅4=8=8−3+73​​
u=2⋅4−3−73​​:8−3−73​​
2⋅4−3−73​​
Multiplicar los numeros: 2⋅4=8=8−3−73​​
Las soluciones a la ecuación de segundo grado son: u=8−3+73​​,u=8−3−73​​
Sustituir en la ecuación u=cos(x)cos(x)=8−3+73​​,cos(x)=8−3−73​​
cos(x)=8−3+73​​,cos(x)=8−3−73​​
cos(x)=8−3+73​​:x=arccos(8−3+73​​)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73​​)+2πn
cos(x)=8−3+73​​
Aplicar propiedades trigonométricas inversas
cos(x)=8−3+73​​
Soluciones generales para cos(x)=8−3+73​​cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(8−3+73​​)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73​​)+2πn
x=arccos(8−3+73​​)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73​​)+2πn
cos(x)=8−3−73​​:Sin solución
cos(x)=8−3−73​​
−1≤cos(x)≤1Sinsolucioˊn
Combinar toda las solucionesx=arccos(8−3+73​​)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73​​)+2πn
Combinar toda las solucionesx=arccos(−8−3+73​​)+2πn,x=−arccos(−8−3+73​​)+2πn,x=arccos(8−3+73​​)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73​​)+2πn
Verificar las soluciones sustituyendo en la ecuación original
Verificar las soluciones sustituyéndolas en tan(x)3​=2tan(x)2cos(x)
Quitar las que no concuerden con la ecuación.
Verificar la solución arccos(−8−3+73​​)+2πn:Falso
arccos(−8−3+73​​)+2πn
Sustituir n=1arccos(−8−3+73​​)+2π1
Multiplicar tan(x)3​=2tan(x)2cos(x) por x=arccos(−8−3+73​​)+2π1tan(arccos(−8−3+73​​)+2π1)3​=2tan(arccos(−8−3+73​​)+2π1)⋅2cos(arccos(−8−3+73​​)+2π1)
Simplificar−2.88374…=2.88374…
⇒Falso
Verificar la solución −arccos(−8−3+73​​)+2πn:Falso
−arccos(−8−3+73​​)+2πn
Sustituir n=1−arccos(−8−3+73​​)+2π1
Multiplicar tan(x)3​=2tan(x)2cos(x) por x=−arccos(−8−3+73​​)+2π1tan(−arccos(−8−3+73​​)+2π1)3​=2tan(−arccos(−8−3+73​​)+2π1)⋅2cos(−arccos(−8−3+73​​)+2π1)
Simplificar2.88374…=−2.88374…
⇒Falso
Verificar la solución arccos(8−3+73​​)+2πn:Verdadero
arccos(8−3+73​​)+2πn
Sustituir n=1arccos(8−3+73​​)+2π1
Multiplicar tan(x)3​=2tan(x)2cos(x) por x=arccos(8−3+73​​)+2π1tan(arccos(8−3+73​​)+2π1)3​=2tan(arccos(8−3+73​​)+2π1)⋅2cos(arccos(8−3+73​​)+2π1)
Simplificar2.88374…=2.88374…
⇒Verdadero
Verificar la solución 2π−arccos(8−3+73​​)+2πn:Verdadero
2π−arccos(8−3+73​​)+2πn
Sustituir n=12π−arccos(8−3+73​​)+2π1
Multiplicar tan(x)3​=2tan(x)2cos(x) por x=2π−arccos(8−3+73​​)+2π1tan(2π−arccos(8−3+73​​)+2π1)3​=2tan(2π−arccos(8−3+73​​)+2π1)⋅2cos(2π−arccos(8−3+73​​)+2π1)
Simplificar−2.88374…=−2.88374…
⇒Verdadero
x=arccos(8−3+73​​)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73​​)+2πn
Mostrar soluciones en forma decimalx=0.80515…+2πn,x=2π−0.80515…+2πn

Gráfica

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Ejemplos populares

cos(θ)=-4/5 ,sin(θ)5sin(4x)=4cos(2x)arccosh(x)=1solvefor θ,sin(3θ)= 1/20=-0.5sin(x/5)
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