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

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Solução

sin(3x)+sin(x)=2cos2(x)

Solução

x=6π​+2πn,x=65π​+2πn,x=23π​+2πn,x=2π​+2πn
+1
Graus
x=30∘+360∘n,x=150∘+360∘n,x=270∘+360∘n,x=90∘+360∘n
Passos da solução
sin(3x)+sin(x)=2cos2(x)
Subtrair 2cos2(x) de ambos os ladossin(3x)+sin(x)−2cos2(x)=0
Reeecreva usando identidades trigonométricas
sin(3x)+sin(x)−2cos2(x)
Utilizar a identidade trigonométrica pitagórica: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=sin(3x)+sin(x)−2(1−sin2(x))
sin(3x)=3sin(x)−4sin3(x)
sin(3x)
Reeecreva usando identidades trigonométricas
sin(3x)
Reescrever como=sin(2x+x)
Use a identidade de soma de ângulos: sin(s+t)=sin(s)cos(t)+cos(s)sin(t)=sin(2x)cos(x)+cos(2x)sin(x)
Utilizar a identidade trigonométrica do arco duplo: sin(2x)=2sin(x)cos(x)=cos(2x)sin(x)+cos(x)2sin(x)cos(x)
Simplificar cos(2x)sin(x)+cos(x)⋅2sin(x)cos(x):sin(x)cos(2x)+2cos2(x)sin(x)
cos(2x)sin(x)+cos(x)2sin(x)cos(x)
cos(x)⋅2sin(x)cos(x)=2cos2(x)sin(x)
cos(x)2sin(x)cos(x)
Aplicar as propriedades dos expoentes: ab⋅ac=ab+ccos(x)cos(x)=cos1+1(x)=2sin(x)cos1+1(x)
Somar: 1+1=2=2sin(x)cos2(x)
=sin(x)cos(2x)+2cos2(x)sin(x)
=sin(x)cos(2x)+2cos2(x)sin(x)
=sin(x)cos(2x)+2cos2(x)sin(x)
Utilizar a identidade trigonométrica do arco duplo: cos(2x)=1−2sin2(x)=(1−2sin2(x))sin(x)+2cos2(x)sin(x)
Utilizar a identidade trigonométrica pitagórica: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=(1−2sin2(x))sin(x)+2(1−sin2(x))sin(x)
Expandir (1−2sin2(x))sin(x)+2(1−sin2(x))sin(x):−4sin3(x)+3sin(x)
(1−2sin2(x))sin(x)+2(1−sin2(x))sin(x)
=sin(x)(1−2sin2(x))+2sin(x)(1−sin2(x))
Expandir sin(x)(1−2sin2(x)):sin(x)−2sin3(x)
sin(x)(1−2sin2(x))
Colocar os parênteses utilizando: a(b−c)=ab−aca=sin(x),b=1,c=2sin2(x)=sin(x)1−sin(x)2sin2(x)
=1sin(x)−2sin2(x)sin(x)
Simplificar 1⋅sin(x)−2sin2(x)sin(x):sin(x)−2sin3(x)
1sin(x)−2sin2(x)sin(x)
1⋅sin(x)=sin(x)
1sin(x)
Multiplicar: 1⋅sin(x)=sin(x)=sin(x)
2sin2(x)sin(x)=2sin3(x)
2sin2(x)sin(x)
Aplicar as propriedades dos expoentes: ab⋅ac=ab+csin2(x)sin(x)=sin2+1(x)=2sin2+1(x)
Somar: 2+1=3=2sin3(x)
=sin(x)−2sin3(x)
=sin(x)−2sin3(x)
=sin(x)−2sin3(x)+2(1−sin2(x))sin(x)
Expandir 2sin(x)(1−sin2(x)):2sin(x)−2sin3(x)
2sin(x)(1−sin2(x))
Colocar os parênteses utilizando: a(b−c)=ab−aca=2sin(x),b=1,c=sin2(x)=2sin(x)1−2sin(x)sin2(x)
=2⋅1sin(x)−2sin2(x)sin(x)
Simplificar 2⋅1⋅sin(x)−2sin2(x)sin(x):2sin(x)−2sin3(x)
2⋅1sin(x)−2sin2(x)sin(x)
2⋅1⋅sin(x)=2sin(x)
2⋅1sin(x)
Multiplicar os números: 2⋅1=2=2sin(x)
2sin2(x)sin(x)=2sin3(x)
2sin2(x)sin(x)
Aplicar as propriedades dos expoentes: ab⋅ac=ab+csin2(x)sin(x)=sin2+1(x)=2sin2+1(x)
Somar: 2+1=3=2sin3(x)
=2sin(x)−2sin3(x)
=2sin(x)−2sin3(x)
=sin(x)−2sin3(x)+2sin(x)−2sin3(x)
Simplificar sin(x)−2sin3(x)+2sin(x)−2sin3(x):−4sin3(x)+3sin(x)
sin(x)−2sin3(x)+2sin(x)−2sin3(x)
Agrupar termos semelhantes=−2sin3(x)−2sin3(x)+sin(x)+2sin(x)
Somar elementos similares: −2sin3(x)−2sin3(x)=−4sin3(x)=−4sin3(x)+sin(x)+2sin(x)
Somar elementos similares: sin(x)+2sin(x)=3sin(x)=−4sin3(x)+3sin(x)
=−4sin3(x)+3sin(x)
=−4sin3(x)+3sin(x)
=3sin(x)−4sin3(x)+sin(x)−2(1−sin2(x))
Simplificar 3sin(x)−4sin3(x)+sin(x)−2(1−sin2(x)):4sin(x)−4sin3(x)+2sin2(x)−2
3sin(x)−4sin3(x)+sin(x)−2(1−sin2(x))
Expandir −2(1−sin2(x)):−2+2sin2(x)
−2(1−sin2(x))
Colocar os parênteses utilizando: a(b−c)=ab−aca=−2,b=1,c=sin2(x)=−2⋅1−(−2)sin2(x)
Aplicar as regras dos sinais−(−a)=a=−2⋅1+2sin2(x)
Multiplicar os números: 2⋅1=2=−2+2sin2(x)
=3sin(x)−4sin3(x)+sin(x)−2+2sin2(x)
Simplificar 3sin(x)−4sin3(x)+sin(x)−2+2sin2(x):4sin(x)−4sin3(x)+2sin2(x)−2
3sin(x)−4sin3(x)+sin(x)−2+2sin2(x)
Agrupar termos semelhantes=3sin(x)−4sin3(x)+sin(x)+2sin2(x)−2
Somar elementos similares: 3sin(x)+sin(x)=4sin(x)=4sin(x)−4sin3(x)+2sin2(x)−2
=4sin(x)−4sin3(x)+2sin2(x)−2
=4sin(x)−4sin3(x)+2sin2(x)−2
−2+2sin2(x)+4sin(x)−4sin3(x)=0
Usando o método de substituição
−2+2sin2(x)+4sin(x)−4sin3(x)=0
Sea: sin(x)=u−2+2u2+4u−4u3=0
−2+2u2+4u−4u3=0:u=21​,u=−1,u=1
−2+2u2+4u−4u3=0
Escrever na forma padrão an​xn+…+a1​x+a0​=0−4u3+2u2+4u−2=0
Fatorar −4u3+2u2+4u−2:−2(2u−1)(u+1)(u−1)
−4u3+2u2+4u−2
Fatorar o termo comum −2:−2(2u3−u2−2u+1)
−4u3+2u2+4u−2
Reescrever 4 como 2⋅2Reescrever 4 como 2⋅2=−2⋅2u3+2u2+2⋅2u−2
Fatorar o termo comum −2=−2(2u3−u2−2u+1)
=−2(2u3−u2−2u+1)
Fatorar 2u3−u2−2u+1:(2u−1)(u+1)(u−1)
2u3−u2−2u+1
=(2u3−u2)+(−2u+1)
Fatorar −1 de −2u+1:−(2u−1)
−2u+1
Fatorar o termo comum −1=−(2u−1)
Fatorar u2 de 2u3−u2:u2(2u−1)
2u3−u2
Aplicar as propriedades dos expoentes: ab+c=abacu3=uu2=2uu2−u2
Fatorar o termo comum u2=u2(2u−1)
=−(2u−1)+u2(2u−1)
Fatorar o termo comum 2u−1=(2u−1)(u2−1)
Fatorar u2−1:(u+1)(u−1)
u2−1
Reescrever 1 como 12=u2−12
Aplicar a regra da diferença de quadrados: x2−y2=(x+y)(x−y)u2−12=(u+1)(u−1)=(u+1)(u−1)
=(2u−1)(u+1)(u−1)
=−2(2u−1)(u+1)(u−1)
−2(2u−1)(u+1)(u−1)=0
Usando o princípio do fator zero: Se ab=0então a=0ou b=02u−1=0oru+1=0oru−1=0
Resolver 2u−1=0:u=21​
2u−1=0
Mova 1para o lado direito
2u−1=0
Adicionar 1 a ambos os lados2u−1+1=0+1
Simplificar2u=1
2u=1
Dividir ambos os lados por 2
2u=1
Dividir ambos os lados por 222u​=21​
Simplificaru=21​
u=21​
Resolver u+1=0:u=−1
u+1=0
Mova 1para o lado direito
u+1=0
Subtrair 1 de ambos os ladosu+1−1=0−1
Simplificaru=−1
u=−1
Resolver u−1=0:u=1
u−1=0
Mova 1para o lado direito
u−1=0
Adicionar 1 a ambos os ladosu−1+1=0+1
Simplificaru=1
u=1
As soluções sãou=21​,u=−1,u=1
Substituir na equação u=sin(x)sin(x)=21​,sin(x)=−1,sin(x)=1
sin(x)=21​,sin(x)=−1,sin(x)=1
sin(x)=21​:x=6π​+2πn,x=65π​+2πn
sin(x)=21​
Soluções gerais para sin(x)=21​
sin(x) tabela de periodicidade com ciclo de 2πn:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​sin(x)021​22​​23​​123​​22​​21​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​sin(x)0−21​−22​​−23​​−1−23​​−22​​−21​​​
x=6π​+2πn,x=65π​+2πn
x=6π​+2πn,x=65π​+2πn
sin(x)=−1:x=23π​+2πn
sin(x)=−1
Soluções gerais para sin(x)=−1
sin(x) tabela de periodicidade com ciclo de 2πn:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​sin(x)021​22​​23​​123​​22​​21​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​sin(x)0−21​−22​​−23​​−1−23​​−22​​−21​​​
x=23π​+2πn
x=23π​+2πn
sin(x)=1:x=2π​+2πn
sin(x)=1
Soluções gerais para sin(x)=1
sin(x) tabela de periodicidade com ciclo de 2πn:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​sin(x)021​22​​23​​123​​22​​21​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​sin(x)0−21​−22​​−23​​−1−23​​−22​​−21​​​
x=2π​+2πn
x=2π​+2πn
Combinar toda as soluçõesx=6π​+2πn,x=65π​+2πn,x=23π​+2πn,x=2π​+2πn

Gráfico

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Exemplos populares

tan(θ)= 5/92sin(x)+3cos(x)=0tan(x)+cot(x)=2sqrt(2)sin(30t)=-0.62cos(x)+2sqrt(2)=3sec(x)
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