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sin^2(x/2)= 1/(2-(1/2 sin(x/2)))

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Solución

sin2(2x​)=2−(21​sin(2x​))1​

Solución

x=−2⋅0.71476…+4πn,x=2π+2⋅0.71476…+4πn,x=2⋅0.90957…+4πn,x=2π−2⋅0.90957…+4πn
+1
Grados
x=−81.90640…∘+720∘n,x=441.90640…∘+720∘n,x=104.22985…∘+720∘n,x=255.77014…∘+720∘n
Pasos de solución
sin2(2x​)=2−(21​sin(2x​))1​
Usando el método de sustitución
sin2(2x​)=2−21​sin(2x​)1​
Sea: sin(2x​)=uu2=2−21​u1​
u2=2−21​u1​:u≈−0.65544…,u≈0.78924…,u≈3.86619…
u2=2−21​u1​
Simplificar 2−21​u1​:4−u2​
2−21​u1​
Simplificar 2−21​uen una fracción:24−u​
2−21​u
Multiplicar 21​u:2u​
21​u
Multiplicar fracciones: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅u​
Multiplicar: 1⋅u=u=2u​
=2−2u​
Convertir a fracción: 2=22⋅2​=22⋅2​−2u​
Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones: ca​±cb​=ca±b​=22⋅2−u​
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=24−u​
=24−u​1​
Aplicar las propiedades de las fracciones: cb​1​=bc​=4−u2​
u2=4−u2​
Multiplicar ambos lados por 4−u
u2=4−u2​
Multiplicar ambos lados por 4−uu2(4−u)=4−u2​(4−u)
Simplificaru2(4−u)=2
u2(4−u)=2
Resolver u2(4−u)=2:u≈−0.65544…,u≈0.78924…,u≈3.86619…
u2(4−u)=2
Desarrollar u2(4−u):4u2−u3
u2(4−u)
Poner los parentesis utilizando: a(b−c)=ab−aca=u2,b=4,c=u=u2⋅4−u2u
=4u2−u2u
u2u=u3
u2u
Aplicar las leyes de los exponentes: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=u2+1
Sumar: 2+1=3=u3
=4u2−u3
4u2−u3=2
Desplace 2a la izquierda
4u2−u3=2
Restar 2 de ambos lados4u2−u3−2=2−2
Simplificar4u2−u3−2=0
4u2−u3−2=0
Escribir en la forma binómica an​xn+…+a1​x+a0​=0−u3+4u2−2=0
Encontrar una solución para −u3+4u2−2=0 utilizando el método de Newton-Raphson:u≈−0.65544…
−u3+4u2−2=0
Definición del método de Newton-Raphson
f(u)=−u3+4u2−2
Hallar f′(u):−3u2+8u
dud​(−u3+4u2−2)
Aplicar la regla de la suma/diferencia: (f±g)′=f′±g′=−dud​(u3)+dud​(4u2)−dud​(2)
dud​(u3)=3u2
dud​(u3)
Aplicar la regla de la potencia: dxd​(xa)=a⋅xa−1=3u3−1
Simplificar=3u2
dud​(4u2)=8u
dud​(4u2)
Sacar la constante: (a⋅f)′=a⋅f′=4dud​(u2)
Aplicar la regla de la potencia: dxd​(xa)=a⋅xa−1=4⋅2u2−1
Simplificar=8u
dud​(2)=0
dud​(2)
Derivada de una constante: dxd​(a)=0=0
=−3u2+8u−0
Simplificar=−3u2+8u
Sea u0​=−1Calcular un+1​ hasta que Δun+1​<0.000001
u1​=−0.72727…:Δu1​=0.27272…
f(u0​)=−(−1)3+4(−1)2−2=3f′(u0​)=−3(−1)2+8(−1)=−11u1​=−0.72727…
Δu1​=∣−0.72727…−(−1)∣=0.27272…Δu1​=0.27272…
u2​=−0.65969…:Δu2​=0.06757…
f(u1​)=−(−0.72727…)3+4(−0.72727…)2−2=0.50037…f′(u1​)=−3(−0.72727…)2+8(−0.72727…)=−7.40495…u2​=−0.65969…
Δu2​=∣−0.65969…−(−0.72727…)∣=0.06757…Δu2​=0.06757…
u3​=−0.65545…:Δu3​=0.00424…
f(u2​)=−(−0.65969…)3+4(−0.65969…)2−2=0.02791…f′(u2​)=−3(−0.65969…)2+8(−0.65969…)=−6.58320…u3​=−0.65545…
Δu3​=∣−0.65545…−(−0.65969…)∣=0.00424…Δu3​=0.00424…
u4​=−0.65544…:Δu4​=0.00001…
f(u3​)=−(−0.65545…)3+4(−0.65545…)2−2=0.00010…f′(u3​)=−3(−0.65545…)2+8(−0.65545…)=−6.53254…u4​=−0.65544…
Δu4​=∣−0.65544…−(−0.65545…)∣=0.00001…Δu4​=0.00001…
u5​=−0.65544…:Δu5​=2.47138E−10
f(u4​)=−(−0.65544…)3+4(−0.65544…)2−2=1.61439E−9f′(u4​)=−3(−0.65544…)2+8(−0.65544…)=−6.53235…u5​=−0.65544…
Δu5​=∣−0.65544…−(−0.65544…)∣=2.47138E−10Δu5​=2.47138E−10
u≈−0.65544…
Aplicar la división larga Equation0:u+0.65544…−u3+4u2−2​=−u2+4.65544…u−3.05137…
−u2+4.65544…u−3.05137…≈0
Encontrar una solución para −u2+4.65544…u−3.05137…=0 utilizando el método de Newton-Raphson:u≈0.78924…
−u2+4.65544…u−3.05137…=0
Definición del método de Newton-Raphson
f(u)=−u2+4.65544…u−3.05137…
Hallar f′(u):−2u+4.65544…
dud​(−u2+4.65544…u−3.05137…)
Aplicar la regla de la suma/diferencia: (f±g)′=f′±g′=−dud​(u2)+dud​(4.65544…u)−dud​(3.05137…)
dud​(u2)=2u
dud​(u2)
Aplicar la regla de la potencia: dxd​(xa)=a⋅xa−1=2u2−1
Simplificar=2u
dud​(4.65544…u)=4.65544…
dud​(4.65544…u)
Sacar la constante: (a⋅f)′=a⋅f′=4.65544…dudu​
Aplicar la regla de derivación: dudu​=1=4.65544…⋅1
Simplificar=4.65544…
dud​(3.05137…)=0
dud​(3.05137…)
Derivada de una constante: dxd​(a)=0=0
=−2u+4.65544…−0
Simplificar=−2u+4.65544…
Sea u0​=1Calcular un+1​ hasta que Δun+1​<0.000001
u1​=0.77251…:Δu1​=0.22748…
f(u0​)=−12+4.65544…⋅1−3.05137…=0.60406…f′(u0​)=−2⋅1+4.65544…=2.65544…u1​=0.77251…
Δu1​=∣0.77251…−1∣=0.22748…Δu1​=0.22748…
u2​=0.78915…:Δu2​=0.01663…
f(u1​)=−0.77251…2+4.65544…⋅0.77251…−3.05137…=−0.05174…f′(u1​)=−2⋅0.77251…+4.65544…=3.11040…u2​=0.78915…
Δu2​=∣0.78915…−0.77251…∣=0.01663…Δu2​=0.01663…
u3​=0.78924…:Δu3​=0.00008…
f(u2​)=−0.78915…2+4.65544…⋅0.78915…−3.05137…=−0.00027…f′(u2​)=−2⋅0.78915…+4.65544…=3.07713…u3​=0.78924…
Δu3​=∣0.78924…−0.78915…∣=0.00008…Δu3​=0.00008…
u4​=0.78924…:Δu4​=2.62972E−9
f(u3​)=−0.78924…2+4.65544…⋅0.78924…−3.05137…=−8.09152E−9f′(u3​)=−2⋅0.78924…+4.65544…=3.07695…u4​=0.78924…
Δu4​=∣0.78924…−0.78924…∣=2.62972E−9Δu4​=2.62972E−9
u≈0.78924…
Aplicar la división larga Equation0:u−0.78924…−u2+4.65544…u−3.05137…​=−u+3.86619…
−u+3.86619…≈0
u≈3.86619…
Las soluciones sonu≈−0.65544…,u≈0.78924…,u≈3.86619…
u≈−0.65544…,u≈0.78924…,u≈3.86619…
Verificar las soluciones
Encontrar los puntos no definidos (singularidades):u=4
Tomar el(los) denominador(es) de 2−21​u1​ y comparar con cero
Resolver 2−21​u=0:u=4
2−21​u=0
Desplace 2a la derecha
2−21​u=0
Restar 2 de ambos lados2−21​u−2=0−2
Simplificar−21​u=−2
−21​u=−2
Multiplicar ambos lados por −2
−21​u=−2
Multiplicar ambos lados por −2(−21​u)(−2)=(−2)(−2)
Simplificaru=4
u=4
Los siguientes puntos no están definidosu=4
Combinar los puntos no definidos con las soluciones:
u≈−0.65544…,u≈0.78924…,u≈3.86619…
Sustituir en la ecuación u=sin(2x​)sin(2x​)≈−0.65544…,sin(2x​)≈0.78924…,sin(2x​)≈3.86619…
sin(2x​)≈−0.65544…,sin(2x​)≈0.78924…,sin(2x​)≈3.86619…
sin(2x​)=−0.65544…:x=−2arcsin(0.65544…)+4πn,x=2π+2arcsin(0.65544…)+4πn
sin(2x​)=−0.65544…
Aplicar propiedades trigonométricas inversas
sin(2x​)=−0.65544…
Soluciones generales para sin(2x​)=−0.65544…sin(x)=−a⇒x=arcsin(−a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πn2x​=arcsin(−0.65544…)+2πn,2x​=π+arcsin(0.65544…)+2πn
2x​=arcsin(−0.65544…)+2πn,2x​=π+arcsin(0.65544…)+2πn
Resolver 2x​=arcsin(−0.65544…)+2πn:x=−2arcsin(0.65544…)+4πn
2x​=arcsin(−0.65544…)+2πn
Simplificar arcsin(−0.65544…)+2πn:−arcsin(0.65544…)+2πn
arcsin(−0.65544…)+2πn
Utilizar la siguiente propiedad: arcsin(−x)=−arcsin(x)arcsin(−0.65544…)=−arcsin(0.65544…)=−arcsin(0.65544…)+2πn
2x​=−arcsin(0.65544…)+2πn
Multiplicar ambos lados por 2
2x​=−arcsin(0.65544…)+2πn
Multiplicar ambos lados por 222x​=−2arcsin(0.65544…)+2⋅2πn
Simplificarx=−2arcsin(0.65544…)+4πn
x=−2arcsin(0.65544…)+4πn
Resolver 2x​=π+arcsin(0.65544…)+2πn:x=2π+2arcsin(0.65544…)+4πn
2x​=π+arcsin(0.65544…)+2πn
Multiplicar ambos lados por 2
2x​=π+arcsin(0.65544…)+2πn
Multiplicar ambos lados por 222x​=2π+2arcsin(0.65544…)+2⋅2πn
Simplificarx=2π+2arcsin(0.65544…)+4πn
x=2π+2arcsin(0.65544…)+4πn
x=−2arcsin(0.65544…)+4πn,x=2π+2arcsin(0.65544…)+4πn
sin(2x​)=0.78924…:x=2arcsin(0.78924…)+4πn,x=2π−2arcsin(0.78924…)+4πn
sin(2x​)=0.78924…
Aplicar propiedades trigonométricas inversas
sin(2x​)=0.78924…
Soluciones generales para sin(2x​)=0.78924…sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πn2x​=arcsin(0.78924…)+2πn,2x​=π−arcsin(0.78924…)+2πn
2x​=arcsin(0.78924…)+2πn,2x​=π−arcsin(0.78924…)+2πn
Resolver 2x​=arcsin(0.78924…)+2πn:x=2arcsin(0.78924…)+4πn
2x​=arcsin(0.78924…)+2πn
Multiplicar ambos lados por 2
2x​=arcsin(0.78924…)+2πn
Multiplicar ambos lados por 222x​=2arcsin(0.78924…)+2⋅2πn
Simplificarx=2arcsin(0.78924…)+4πn
x=2arcsin(0.78924…)+4πn
Resolver 2x​=π−arcsin(0.78924…)+2πn:x=2π−2arcsin(0.78924…)+4πn
2x​=π−arcsin(0.78924…)+2πn
Multiplicar ambos lados por 2
2x​=π−arcsin(0.78924…)+2πn
Multiplicar ambos lados por 222x​=2π−2arcsin(0.78924…)+2⋅2πn
Simplificarx=2π−2arcsin(0.78924…)+4πn
x=2π−2arcsin(0.78924…)+4πn
x=2arcsin(0.78924…)+4πn,x=2π−2arcsin(0.78924…)+4πn
sin(2x​)=3.86619…:Sin solución
sin(2x​)=3.86619…
−1≤sin(x)≤1Sinsolucioˊn
Combinar toda las solucionesx=−2arcsin(0.65544…)+4πn,x=2π+2arcsin(0.65544…)+4πn,x=2arcsin(0.78924…)+4πn,x=2π−2arcsin(0.78924…)+4πn
Mostrar soluciones en forma decimalx=−2⋅0.71476…+4πn,x=2π+2⋅0.71476…+4πn,x=2⋅0.90957…+4πn,x=2π−2⋅0.90957…+4πn

Gráfica

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Ejemplos populares

cos(x)-cos(x+pi/4)=0cos(x)=0.7597cos(3x)=-3cos(x)cos(x)= 280/20004cos(θ)=sqrt(2)+2cos(θ)
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