Cálculo Exemplos

$0 = - 2 \cos (X) + 2 \cos (2 X)$

Etapa 1

Mova todas as expressões para o lado esquerdo da equação.

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Etapa 1.1

Some $2 \cos (X)$ aos dois lados da equação.

$2 \cos (X) = 2 \cos (2 X)$

Etapa 1.2

Subtraia $2 \cos (2 X)$ dos dois lados da equação.

$2 \cos (X) - 2 \cos (2 X) = 0$

Etapa 2

Simplifique cada termo.

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Etapa 2.1

Use a fórmula do arco duplo para transformar $\cos (2 x)$ em $2 \cos^{2} (x) - 1$ .

$2 \cos (X) - 2 (2 \cos^{2} (X) - 1) = 0$

Etapa 2.2

Aplique a propriedade distributiva.

$2 \cos (X) - 2 (2 \cos^{2} (X)) - 2 \cdot - 1 = 0$

Etapa 2.3

Multiplique $2$ por $- 2$ .

$2 \cos (X) - 4 \cos^{2} (X) - 2 \cdot - 1 = 0$

Etapa 2.4

Multiplique $- 2$ por $- 1$ .

$2 \cos (X) - 4 \cos^{2} (X) + 2 = 0$

Etapa 3

Fatore $2 \cos (X) - 4 \cos^{2} (X) + 2$ .

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Etapa 3.1

Fatore $2$ de $2 \cos (X) - 4 \cos^{2} (X) + 2$ .

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Etapa 3.1.1

Fatore $2$ de $2 \cos (X)$ .

$2 \cos (X) - 4 \cos^{2} (X) + 2 = 0$

Etapa 3.1.2

Fatore $2$ de $- 4 \cos^{2} (X)$ .

$2 \cos (X) + 2 (- 2 \cos^{2} (X)) + 2 = 0$

Etapa 3.1.3

Fatore $2$ de $2$ .

$2 \cos (X) + 2 (- 2 \cos^{2} (X)) + 2 (1) = 0$

Etapa 3.1.4

Fatore $2$ de $2 \cos (X) + 2 (- 2 \cos^{2} (X))$ .

$2 (\cos (X) - 2 \cos^{2} (X)) + 2 (1) = 0$

Etapa 3.1.5

Fatore $2$ de $2 (\cos (X) - 2 \cos^{2} (X)) + 2 (1)$ .

$2 (\cos (X) - 2 \cos^{2} (X) + 1) = 0$

Etapa 3.2

Deixe $u = \cos (X)$ . Substitua $u$ em todas as ocorrências de $\cos (X)$ .

$2 (u - 2 u^{2} + 1) = 0$

Etapa 3.3

Fatore por agrupamento.

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Etapa 3.3.1

Reordene os termos.

$2 (- 2 u^{2} + u + 1) = 0$

Etapa 3.3.2

Para um polinômio da forma $a x^{2} + b x + c$ , reescreva o termo do meio como uma soma de dois termos cujo produto é $a \cdot c = - 2 \cdot 1 = - 2$ e cuja soma é $b = 1$ .

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Etapa 3.3.2.1

Multiplique por $1$ .

$2 (- 2 u^{2} + 1 u + 1) = 0$

Etapa 3.3.2.2

Reescreva $1$ como $- 1$ mais $2$

$2 (- 2 u^{2} + (- 1 + 2) u + 1) = 0$

Etapa 3.3.2.3

Aplique a propriedade distributiva.

$2 (- 2 u^{2} - 1 u + 2 u + 1) = 0$

Etapa 3.3.3

Fatore o máximo divisor comum de cada grupo.

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Etapa 3.3.3.1

Agrupe os dois primeiros termos e os dois últimos termos.

$2 ((- 2 u^{2} - 1 u) + 2 u + 1) = 0$

Etapa 3.3.3.2

Fatore o máximo divisor comum (MDC) de cada grupo.

$2 (u (- 2 u - 1) - (- 2 u - 1)) = 0$

Etapa 3.3.4

Fatore o polinômio desmembrando o máximo divisor comum, $- 2 u - 1$ .

$2 ((- 2 u - 1) (u - 1)) = 0$

Etapa 3.4

Fatore.

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Etapa 3.4.1

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $\cos (X)$ .

$2 ((- 2 \cos (X) - 1) (\cos (X) - 1)) = 0$

Etapa 3.4.2

Remova os parênteses desnecessários.

$2 (- 2 \cos (X) - 1) (\cos (X) - 1) = 0$

Etapa 4

Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a $0$ , toda a expressão será igual a $0$ .

$- 2 \cos (X) - 1 = 0$

$\cos (X) - 1 = 0$

Etapa 5

Defina $- 2 \cos (X) - 1$ como igual a $0$ e resolva para $X$ .

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Etapa 5.1

Defina $- 2 \cos (X) - 1$ como igual a $0$ .

$- 2 \cos (X) - 1 = 0$

Etapa 5.2

Resolva $- 2 \cos (X) - 1 = 0$ para $X$ .

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Etapa 5.2.1

Some $1$ aos dois lados da equação.

$- 2 \cos (X) = 1$

Etapa 5.2.2

Divida cada termo em $- 2 \cos (X) = 1$ por $- 2$ e simplifique.

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Etapa 5.2.2.1

Divida cada termo em $- 2 \cos (X) = 1$ por $- 2$ .

$\frac{- 2 \cos (X)}{- 2} = \frac{1}{- 2}$

Etapa 5.2.2.2

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 5.2.2.2.1

Cancele o fator comum de $- 2$ .

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Etapa 5.2.2.2.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{- 2 \cos (X)}{- 2} = \frac{1}{- 2}$

Etapa 5.2.2.2.1.2

Divida $\cos (X)$ por $1$ .

$\cos (X) = \frac{1}{- 2}$

Etapa 5.2.2.3

Simplifique o lado direito.

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Etapa 5.2.2.3.1

Mova o número negativo para a frente da fração.

$\cos (X) = - \frac{1}{2}$

Etapa 5.2.3

Obtenha o cosseno inverso dos dois lados da equação para extrair $X$ de dentro do cosseno.

$X = \arccos (- \frac{1}{2})$

Etapa 5.2.4

Simplifique o lado direito.

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Etapa 5.2.4.1

O valor exato de $\arccos (- \frac{1}{2})$ é $\frac{2 π}{3}$ .

$X = \frac{2 π}{3}$

Etapa 5.2.5

A função do cosseno é negativa no segundo e no terceiro quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia o ângulo de referência de $2 π$ para determinar a solução no terceiro quadrante.

$X = 2 π - \frac{2 π}{3}$

Etapa 5.2.6

Simplifique $2 π - \frac{2 π}{3}$ .

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Etapa 5.2.6.1

Para escrever $2 π$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{3}{3}$ .

$X = 2 π \cdot \frac{3}{3} - \frac{2 π}{3}$

Etapa 5.2.6.2

Combine frações.

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Etapa 5.2.6.2.1

Combine $2 π$ e $\frac{3}{3}$ .

$X = \frac{2 π \cdot 3}{3} - \frac{2 π}{3}$

Etapa 5.2.6.2.2

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$X = \frac{2 π \cdot 3 - 2 π}{3}$

Etapa 5.2.6.3

Simplifique o numerador.

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Etapa 5.2.6.3.1

Multiplique $3$ por $2$ .

$X = \frac{6 π - 2 π}{3}$

Etapa 5.2.6.3.2

Subtraia $2 π$ de $6 π$ .

$X = \frac{4 π}{3}$

Etapa 5.2.7

Encontre o período de $\cos (X)$ .

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Etapa 5.2.7.1

O período da função pode ser calculado ao usar $\frac{2 π}{| b |}$ .

$\frac{2 π}{| b |}$

Etapa 5.2.7.2

Substitua $b$ por $1$ na fórmula do período.

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Etapa 5.2.7.3

O valor absoluto é a distância entre um número e zero. A distância entre $0$ e $1$ é $1$ .

$\frac{2 π}{1}$

Etapa 5.2.7.4

Divida $2 π$ por $1$ .

$2 π$

Etapa 5.2.8

O período da função $\cos (X)$ é $2 π$ . Portanto, os valores se repetirão a cada $2 π$ radianos nas duas direções.

$X = \frac{2 π}{3} + 2 π n, \frac{4 π}{3} + 2 π n$ , para qualquer número inteiro $n$

Etapa 6

Defina $\cos (X) - 1$ como igual a $0$ e resolva para $X$ .

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Etapa 6.1

Defina $\cos (X) - 1$ como igual a $0$ .

$\cos (X) - 1 = 0$

Etapa 6.2

Resolva $\cos (X) - 1 = 0$ para $X$ .

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Etapa 6.2.1

Some $1$ aos dois lados da equação.

$\cos (X) = 1$

Etapa 6.2.2

Obtenha o cosseno inverso dos dois lados da equação para extrair $X$ de dentro do cosseno.

$X = \arccos (1)$

Etapa 6.2.3

Simplifique o lado direito.

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Etapa 6.2.3.1

O valor exato de $\arccos (1)$ é $0$ .

$X = 0$

Etapa 6.2.4

A função do cosseno é positiva no primeiro e no quarto quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia o ângulo de referência de $2 π$ para determinar a solução no quarto quadrante.

$X = 2 π - 0$

Etapa 6.2.5

Subtraia $0$ de $2 π$ .

$X = 2 π$

Etapa 6.2.6

Encontre o período de $\cos (X)$ .

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Etapa 6.2.6.1

O período da função pode ser calculado ao usar $\frac{2 π}{| b |}$ .

$\frac{2 π}{| b |}$

Etapa 6.2.6.2

Substitua $b$ por $1$ na fórmula do período.

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Etapa 6.2.6.3

O valor absoluto é a distância entre um número e zero. A distância entre $0$ e $1$ é $1$ .

$\frac{2 π}{1}$

Etapa 6.2.6.4

Divida $2 π$ por $1$ .

$2 π$

Etapa 6.2.7

O período da função $\cos (X)$ é $2 π$ . Portanto, os valores se repetirão a cada $2 π$ radianos nas duas direções.

$X = 2 π n, 2 π + 2 π n$ , para qualquer número inteiro $n$

Etapa 7

A solução final são todos os valores que tornam $2 (- 2 \cos (X) - 1) (\cos (X) - 1) = 0$ verdadeiro.

$X = \frac{2 π}{3} + 2 π n, \frac{4 π}{3} + 2 π n, 2 π n, 2 π + 2 π n$ , para qualquer número inteiro $n$

Etapa 8

Consolide as respostas.

$X = \frac{2 π n}{3}$ , para qualquer número inteiro $n$

Etapa 9