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5cos^2(2x)+4cos^2(x)-5=0

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Solución

5cos2(2x)+4cos2(x)−5=0

Solución

x=0.46364…+2πn,x=2π−0.46364…+2πn,x=2.67794…+2πn,x=−2.67794…+2πn,x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
+1
Grados
x=26.56505…∘+360∘n,x=333.43494…∘+360∘n,x=153.43494…∘+360∘n,x=−153.43494…∘+360∘n,x=90∘+360∘n,x=270∘+360∘n
Pasos de solución
5cos2(2x)+4cos2(x)−5=0
Re-escribir usando identidades trigonométricas
−5+4cos2(x)+5cos2(2x)
Utilizar la identidad trigonométrica del ángulo doble: cos(2x)=2cos2(x)−1=−5+4cos2(x)+5(2cos2(x)−1)2
Simplificar −5+4cos2(x)+5(2cos2(x)−1)2:20cos4(x)−16cos2(x)
−5+4cos2(x)+5(2cos2(x)−1)2
(2cos2(x)−1)2:4cos4(x)−4cos2(x)+1
Aplicar la formula del binomio al cuadrado: (a−b)2=a2−2ab+b2a=2cos2(x),b=1
=(2cos2(x))2−2⋅2cos2(x)⋅1+12
Simplificar (2cos2(x))2−2⋅2cos2(x)⋅1+12:4cos4(x)−4cos2(x)+1
(2cos2(x))2−2⋅2cos2(x)⋅1+12
Aplicar la regla 1a=112=1=(2cos2(x))2−2⋅2⋅1⋅cos2(x)+1
(2cos2(x))2=4cos4(x)
(2cos2(x))2
Aplicar las leyes de los exponentes: (a⋅b)n=anbn=22(cos2(x))2
(cos2(x))2:cos4(x)
Aplicar las leyes de los exponentes: (ab)c=abc=cos2⋅2(x)
Multiplicar los numeros: 2⋅2=4=cos4(x)
=22cos4(x)
22=4=4cos4(x)
2⋅2cos2(x)⋅1=4cos2(x)
2⋅2cos2(x)⋅1
Multiplicar los numeros: 2⋅2⋅1=4=4cos2(x)
=4cos4(x)−4cos2(x)+1
=4cos4(x)−4cos2(x)+1
=−5+4cos2(x)+5(4cos4(x)−4cos2(x)+1)
Expandir 5(4cos4(x)−4cos2(x)+1):20cos4(x)−20cos2(x)+5
5(4cos4(x)−4cos2(x)+1)
Aplicar la siguiente regla de productos notables=5⋅4cos4(x)+5(−4cos2(x))+5⋅1
Aplicar las reglas de los signos+(−a)=−a=5⋅4cos4(x)−5⋅4cos2(x)+5⋅1
Simplificar 5⋅4cos4(x)−5⋅4cos2(x)+5⋅1:20cos4(x)−20cos2(x)+5
5⋅4cos4(x)−5⋅4cos2(x)+5⋅1
Multiplicar los numeros: 5⋅4=20=20cos4(x)−20cos2(x)+5⋅1
Multiplicar los numeros: 5⋅1=5=20cos4(x)−20cos2(x)+5
=20cos4(x)−20cos2(x)+5
=−5+4cos2(x)+20cos4(x)−20cos2(x)+5
Simplificar −5+4cos2(x)+20cos4(x)−20cos2(x)+5:20cos4(x)−16cos2(x)
−5+4cos2(x)+20cos4(x)−20cos2(x)+5
Agrupar términos semejantes=4cos2(x)+20cos4(x)−20cos2(x)−5+5
Sumar elementos similares: 4cos2(x)−20cos2(x)=−16cos2(x)=−16cos2(x)+20cos4(x)−5+5
−5+5=0=20cos4(x)−16cos2(x)
=20cos4(x)−16cos2(x)
=20cos4(x)−16cos2(x)
−16cos2(x)+20cos4(x)=0
Usando el método de sustitución
−16cos2(x)+20cos4(x)=0
Sea: cos(x)=u−16u2+20u4=0
−16u2+20u4=0:u=525​​,u=−525​​,u=0
−16u2+20u4=0
Escribir en la forma binómica an​xn+…+a1​x+a0​=020u4−16u2=0
Re-escribir la ecuación con v=u2 y v2=u420v2−16v=0
Resolver 20v2−16v=0:v=54​,v=0
20v2−16v=0
Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:
20v2−16v=0
Formula general para ecuaciones de segundo grado:
Para a=20,b=−16,c=0v1,2​=2⋅20−(−16)±(−16)2−4⋅20⋅0​​
v1,2​=2⋅20−(−16)±(−16)2−4⋅20⋅0​​
(−16)2−4⋅20⋅0​=16
(−16)2−4⋅20⋅0​
Aplicar las leyes de los exponentes: (−a)n=an,si n es par(−16)2=162=162−4⋅20⋅0​
Aplicar la regla 0⋅a=0=162−0​
162−0=162=162​
Aplicar la siguiente propiedad de los radicales: asumiendo que a≥0=16
v1,2​=2⋅20−(−16)±16​
Separar las solucionesv1​=2⋅20−(−16)+16​,v2​=2⋅20−(−16)−16​
v=2⋅20−(−16)+16​:54​
2⋅20−(−16)+16​
Aplicar la regla −(−a)=a=2⋅2016+16​
Sumar: 16+16=32=2⋅2032​
Multiplicar los numeros: 2⋅20=40=4032​
Eliminar los terminos comunes: 8=54​
v=2⋅20−(−16)−16​:0
2⋅20−(−16)−16​
Aplicar la regla −(−a)=a=2⋅2016−16​
Restar: 16−16=0=2⋅200​
Multiplicar los numeros: 2⋅20=40=400​
Aplicar la regla a0​=0,a=0=0
Las soluciones a la ecuación de segundo grado son: v=54​,v=0
v=54​,v=0
Sustituir hacia atrás la v=u2,resolver para u
Resolver u2=54​:u=525​​,u=−525​​
u2=54​
Para x2=f(a) las soluciones son x=f(a)​,−f(a)​
u=54​​,u=−54​​
54​​=525​​
54​​
Aplicar la siguiente propiedad de los radicales: asumiendo que a≥0,b≥0=5​4​​
4​=2
4​
Descomponer el número en factores primos: 4=22=22​
Aplicar las leyes de los exponentes: 22​=2=2
=5​2​
Racionalizar 5​2​:525​​
5​2​
Multiplicar por el conjugado 5​5​​=5​5​25​​
5​5​=5
5​5​
Aplicar las leyes de los exponentes: a​a​=a5​5​=5=5
=525​​
=525​​
−54​​=−525​​
−54​​
Simplificar 54​​:5​2​
54​​
Aplicar la siguiente propiedad de los radicales: asumiendo que a≥0,b≥0=5​4​​
4​=2
4​
Descomponer el número en factores primos: 4=22=22​
Aplicar las leyes de los exponentes: 22​=2=2
=5​2​
=−5​2​
Racionalizar −5​2​:−525​​
−5​2​
Multiplicar por el conjugado 5​5​​=−5​5​25​​
5​5​=5
5​5​
Aplicar las leyes de los exponentes: a​a​=a5​5​=5=5
=−525​​
=−525​​
u=525​​,u=−525​​
Resolver u2=0:u=0
u2=0
Aplicar la regla xn=0⇒x=0
u=0
Las soluciones son
u=525​​,u=−525​​,u=0
Sustituir en la ecuación u=cos(x)cos(x)=525​​,cos(x)=−525​​,cos(x)=0
cos(x)=525​​,cos(x)=−525​​,cos(x)=0
cos(x)=525​​:x=arccos(525​​)+2πn,x=2π−arccos(525​​)+2πn
cos(x)=525​​
Aplicar propiedades trigonométricas inversas
cos(x)=525​​
Soluciones generales para cos(x)=525​​cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(525​​)+2πn,x=2π−arccos(525​​)+2πn
x=arccos(525​​)+2πn,x=2π−arccos(525​​)+2πn
cos(x)=−525​​:x=arccos(−525​​)+2πn,x=−arccos(−525​​)+2πn
cos(x)=−525​​
Aplicar propiedades trigonométricas inversas
cos(x)=−525​​
Soluciones generales para cos(x)=−525​​cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−525​​)+2πn,x=−arccos(−525​​)+2πn
x=arccos(−525​​)+2πn,x=−arccos(−525​​)+2πn
cos(x)=0:x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
cos(x)=0
Soluciones generales para cos(x)=0
cos(x) tabla de valores periódicos con 2πn intervalos:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
Combinar toda las solucionesx=arccos(525​​)+2πn,x=2π−arccos(525​​)+2πn,x=arccos(−525​​)+2πn,x=−arccos(−525​​)+2πn,x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
Mostrar soluciones en forma decimalx=0.46364…+2πn,x=2π−0.46364…+2πn,x=2.67794…+2πn,x=−2.67794…+2πn,x=2π​+2πn,x=23π​+2πn

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Ejemplos populares

sin(3x+10)=cos(x+24)tan(x^2)+1=0((1+cos^2(a)))/(sin^2(a))= 5/3d^2+13d+36=(sin^2(x))/2(tan^2(x)-4)/(cos(x)+5)=0
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