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arccos(x)+arccos(2x)=arccos(1/2)

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Solução

arccos(x)+arccos(2x)=arccos(21​)

Solução

x=21​
Passos da solução
arccos(x)+arccos(2x)=arccos(21​)
a=b⇒cos(a)=cos(b)cos(arccos(x)+arccos(2x))=cos(arccos(21​))
Usar a seguinte identidade: cos(s+t)=cos(s)cos(t)−sin(s)sin(t)cos(arccos(x))cos(arccos(2x))−sin(arccos(x))sin(arccos(2x))=cos(arccos(21​))
Usar a seguinte identidade: cos(arccos(x))=x
Usar a seguinte identidade: cos(arccos(x))=x
Usar a seguinte identidade: sin(arccos(x))=1−x2​
Usar a seguinte identidade: sin(arccos(x))=1−x2​
x⋅2x−1−x2​1−(2x)2​=21​
Resolver x2x−1−x2​1−(2x)2​=21​:x=21​,x=−21​
x⋅2x−1−x2​1−(2x)2​=21​
Multiplicar ambos os lados por 2x⋅2x⋅2−1−x2​1−(2x)2​⋅2=21​⋅2
Simplificar4x2−21−x2​1−(2x)2​=1
Remova as raízes quadradas
4x2−21−x2​1−(2x)2​=1
Subtrair 4x2 de ambos os lados4x2−21−x2​1−(2x)2​−4x2=1−4x2
Simplificar−21−x2​1−(2x)2​=1−4x2
Elevar ambos os lados ao quadrado :4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
4x2−21−x2​1−(2x)2​=1
(−21−x2​1−(2x)2​)2=(1−4x2)2
Expandir (−21−x2​1−(2x)2​)2:4−20x2+16x4
(−21−x2​1−(2x)2​)2
Aplicar as propriedades dos expoentes: (−a)n=an,se né par(−21−x2​1−(2x)2​)2=(21−x2​1−(2x)2​)2=(21−x2​1−(2x)2​)2
Aplicar as propriedades dos expoentes: (a⋅b)n=anbn=22(1−x2​)2(1−(2x)2​)2
(1−x2​)2:1−x2
Aplicar as propriedades dos radicais: a​=a21​=((1−x2)21​)2
Aplicar as propriedades dos expoentes: (ab)c=abc=(1−x2)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multiplicar frações: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar o fator comum: 2=1
=1−x2
=22(1−x2)(1−(2x)2​)2
(1−(2x)2​)2:1−(2x)2
Aplicar as propriedades dos radicais: a​=a21​=((1−(2x)2)21​)2
Aplicar as propriedades dos expoentes: (ab)c=abc=(1−(2x)2)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multiplicar frações: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar o fator comum: 2=1
=1−(2x)2
=22(1−x2)(1−(2x)2)
22=4=4(1−x2)(1−(2x)2)
Expandir 4(1−x2)(1−(2x)2):4−20x2+16x4
4(1−x2)(1−(2x)2)
Aplicar as propriedades dos expoentes: (a⋅b)n=anbn=4(−x2+1)(−22x2+1)
22=4=4(−x2+1)(−4x2+1)
Expandir (1−x2)(1−4x2):1−5x2+4x4
(1−x2)(1−4x2)
Aplique o método FOIL: (a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bda=1,b=−x2,c=1,d=−4x2=1⋅1+1⋅(−4x2)+(−x2)⋅1+(−x2)(−4x2)
Aplicar as regras dos sinais+(−a)=−a,(−a)(−b)=ab=1⋅1−1⋅4x2−1⋅x2+4x2x2
Simplificar 1⋅1−1⋅4x2−1⋅x2+4x2x2:1−5x2+4x4
1⋅1−1⋅4x2−1⋅x2+4x2x2
1⋅1=1
1⋅1
Multiplicar os números: 1⋅1=1=1
1⋅4x2=4x2
1⋅4x2
Multiplicar os números: 1⋅4=4=4x2
1⋅x2=x2
1⋅x2
Multiplicar: 1⋅x2=x2=x2
4x2x2=4x4
4x2x2
Aplicar as propriedades dos expoentes: ab⋅ac=ab+cx2x2=x2+2=4x2+2
Somar: 2+2=4=4x4
=1−4x2−x2+4x4
Somar elementos similares: −4x2−x2=−5x2=1−5x2+4x4
=1−5x2+4x4
=4(1−5x2+4x4)
Expandir 4(1−5x2+4x4):4−20x2+16x4
4(1−5x2+4x4)
Aplicar a seguinte regra dos produtos notáveis=4⋅1+4(−5x2)+4⋅4x4
Aplicar as regras dos sinais+(−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 os números: 4⋅1=4=4−4⋅5x2+4⋅4x4
Multiplicar os números: 4⋅5=20=4−20x2+4⋅4x4
Multiplicar os números: 4⋅4=16=4−20x2+16x4
=4−20x2+16x4
=4−20x2+16x4
=4−20x2+16x4
Expandir (1−4x2)2:1−8x2+16x4
(1−4x2)2
Aplique a fórmula do quadrado perfeito: (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 a regra 1a=112=1=1−2⋅1⋅4x2+(4x2)2
2⋅1⋅4x2=8x2
2⋅1⋅4x2
Multiplicar os números: 2⋅1⋅4=8=8x2
(4x2)2=16x4
(4x2)2
Aplicar as propriedades dos expoentes: (a⋅b)n=anbn=42(x2)2
(x2)2:x4
Aplicar as propriedades dos expoentes: (ab)c=abc=x2⋅2
Multiplicar os números: 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
Mova 4para o lado direito
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
Subtrair 4 de ambos os lados4−20x2+16x4−4=1−8x2+16x4−4
Simplificar−20x2+16x4=16x4−8x2−3
−20x2+16x4=16x4−8x2−3
Mova 8x2para o lado esquerdo
−20x2+16x4=16x4−8x2−3
Adicionar 8x2 a ambos os lados−20x2+16x4+8x2=16x4−8x2−3+8x2
Simplificar16x4−12x2=16x4−3
16x4−12x2=16x4−3
Mova 16x4para o lado esquerdo
16x4−12x2=16x4−3
Subtrair 16x4 de ambos os lados16x4−12x2−16x4=16x4−3−16x4
Simplificar−12x2=−3
−12x2=−3
Dividir ambos os lados por −12
−12x2=−3
Dividir ambos os lados por −12−12−12x2​=−12−3​
Simplificar
−12−12x2​=−12−3​
Simplificar −12−12x2​:x2
−12−12x2​
Aplicar as propriedades das frações: −b−a​=ba​=1212x2​
Dividir: 1212​=1=x2
Simplificar −12−3​:41​
−12−3​
Aplicar as propriedades das frações: −b−a​=ba​=123​
Eliminar o fator comum: 3=41​
x2=41​
x2=41​
x2=41​
Para x2=f(a) as soluções são x=f(a)​,−f(a)​
x=41​​,x=−41​​
41​​=21​
41​​
Aplicar as propriedades dos radicais: ba​​=b​a​​,a≥0,b≥0=4​1​​
Aplicar as propriedades dos radicais: 1​=11​=1=4​1​
4​=2
4​
Fatorar o número: 4=22=22​
Aplicar as propriedades dos radicais: a2​=a,a≥022​=2=2
=21​
−41​​=−21​
−41​​
Aplicar as propriedades dos radicais: ba​​=b​a​​,a≥0,b≥0=−4​1​​
Aplicar as propriedades dos radicais: 1​=11​=1=−4​1​
4​=2
4​
Fatorar o número: 4=22=22​
Aplicar as propriedades dos radicais: a2​=a,a≥022​=2=2
=−21​
x=21​,x=−21​
x=21​,x=−21​
Verifique soluções:x=21​Verdadeiro,x=−21​Verdadeiro
Verificar as soluções inserindo-as em x2x−1−x2​1−(2x)2​=21​
Eliminar aquelas que não estejam de acordo com a equação.
Inserir x=21​:Verdadeiro
(21​)⋅2(21​)−1−(21​)2​1−(2(21​))2​=21​
(21​)⋅2(21​)−1−(21​)2​1−(2(21​))2​=21​
(21​)⋅2(21​)−1−(21​)2​1−(2(21​))2​
Remover os parênteses: (a)=a=21​⋅2⋅21​−1−(21​)2​1−(2⋅21​)2​
21​⋅2⋅21​=21​
21​⋅2⋅21​
Multiplicar frações: a⋅cb​⋅ed​=c⋅ea⋅b⋅d​=2⋅21⋅1⋅2​
Eliminar o fator comum: 2=21⋅1​
Multiplicar os números: 1⋅1=1=21​
1−(21​)2​1−(2⋅21​)2​=0
1−(21​)2​1−(2⋅21​)2​
1−(21​)2​=23​​
1−(21​)2​
(21​)2=41​
(21​)2
Aplicar as propriedades dos expoentes: (ba​)c=bcac​=2212​
Aplicar a regra 1a=112=1=221​
22=4=41​
=1−41​​
Simplificar 1−41​em uma fração:43​
1−41​
Converter para fração: 1=41⋅4​=41⋅4​−41​
Já que os denominadores são iguais, combinar as frações: ca​±cb​=ca±b​=41⋅4−1​
1⋅4−1=3
1⋅4−1
Multiplicar os números: 1⋅4=4=4−1
Subtrair: 4−1=3=3
=43​
=43​​
Aplicar a seguinte propriedade dos radicais: assumindo que a≥0,b≥0=4​3​​
4​=2
4​
Fatorar o número: 4=22=22​
Aplicar as propriedades dos radicais: 22​=2=2
=23​​
=23​​−(2⋅21​)2+1​
1−(2⋅21​)2​=0
1−(2⋅21​)2​
(2⋅21​)2=1
(2⋅21​)2
Multiplicar 2⋅21​:1
2⋅21​
Multiplicar frações: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Eliminar o fator comum: 2=1
=12
Aplicar a regra 1a=1=1
=1−1​
Subtrair: 1−1=0=0​
Aplicar a regra 0​=0=0
=0⋅23​​
Aplicar a regra 0⋅a=0=0
=21​−0
21​−0=21​=21​
21​=21​
Verdadeiro
Inserir x=−21​:Verdadeiro
(−21​)⋅2(−21​)−1−(−21​)2​1−(2(−21​))2​=21​
(−21​)⋅2(−21​)−1−(−21​)2​1−(2(−21​))2​=21​
(−21​)⋅2(−21​)−1−(−21​)2​1−(2(−21​))2​
Remover os parênteses: (−a)=−a,−(−a)=a=21​⋅2⋅21​−1−(−21​)2​1−(−2⋅21​)2​
21​⋅2⋅21​=21​
21​⋅2⋅21​
Multiplicar frações: a⋅cb​⋅ed​=c⋅ea⋅b⋅d​=2⋅21⋅1⋅2​
Eliminar o fator comum: 2=21⋅1​
Multiplicar os números: 1⋅1=1=21​
1−(−21​)2​1−(−2⋅21​)2​=0
1−(−21​)2​1−(−2⋅21​)2​
1−(−21​)2​=23​​
1−(−21​)2​
(−21​)2=41​
(−21​)2
Aplicar as propriedades dos expoentes: (−a)n=an,se né par(−21​)2=(21​)2=(21​)2
Aplicar as propriedades dos expoentes: (ba​)c=bcac​=2212​
Aplicar a regra 1a=112=1=221​
22=4=41​
=1−41​​
Simplificar 1−41​em uma fração:43​
1−41​
Converter para fração: 1=41⋅4​=41⋅4​−41​
Já que os denominadores são iguais, combinar as frações: ca​±cb​=ca±b​=41⋅4−1​
1⋅4−1=3
1⋅4−1
Multiplicar os números: 1⋅4=4=4−1
Subtrair: 4−1=3=3
=43​
=43​​
Aplicar a seguinte propriedade dos radicais: assumindo que a≥0,b≥0=4​3​​
4​=2
4​
Fatorar o número: 4=22=22​
Aplicar as propriedades dos radicais: 22​=2=2
=23​​
=23​​−(−2⋅21​)2+1​
1−(−2⋅21​)2​=0
1−(−2⋅21​)2​
(−2⋅21​)2=1
(−2⋅21​)2
Multiplicar −2⋅21​:−1
−2⋅21​
Multiplicar frações: a⋅cb​=ca⋅b​=−21⋅2​
Eliminar o fator comum: 2=−1
=(−1)2
Aplicar as propriedades dos expoentes: (−a)n=an,se né par(−1)2=12=12
Aplicar a regra 1a=1=1
=1−1​
Subtrair: 1−1=0=0​
Aplicar a regra 0​=0=0
=0⋅23​​
Aplicar a regra 0⋅a=0=0
=21​−0
21​−0=21​=21​
21​=21​
Verdadeiro
As soluções sãox=21​,x=−21​
x=21​,x=−21​
Verificar as soluções inserindo-as na equação original
Verificar as soluções inserindo-as em arccos(x)+arccos(2x)=arccos(21​)
Eliminar aquelas que não estejam de acordo com a equação.
Verificar a solução 21​:Verdadeiro
21​
Inserir n=121​
Para arccos(x)+arccos(2x)=arccos(21​)inserirx=21​arccos(21​)+arccos(2⋅21​)=arccos(21​)
Simplificar1.04719…=1.04719…
⇒Verdadeiro
Verificar a solução −21​:Falso
−21​
Inserir n=1−21​
Para arccos(x)+arccos(2x)=arccos(21​)inserirx=−21​arccos(−21​)+arccos(2(−21​))=arccos(21​)
Simplificar5.23598…=1.04719…
⇒Falso
x=21​

Gráfico

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Exemplos populares

tan(θ)=(2sqrt(3))/3 sin(θ),0<= θ<= 2pisolvefor x,cos(x+y)=-cos(x)4+2tan^2(x)=5tan^2(x)+3solvefor θ,sec(θ)=22cos(4θ)=0
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