Pré-cálculo Exemplos

$2 \sin^{2} (x) = 3 (1 - \cos (- x))$

Etapa 1

Simplifique o lado direito.

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Etapa 1.1

Simplifique $3 (1 - \cos (- x))$ .

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Etapa 1.1.1

Como $\cos (- x)$ é uma função par, reescreva $\cos (- x)$ como $\cos (x)$ .

$2 \sin^{2} (x) = 3 (1 - \cos (x))$

Etapa 1.1.2

Aplique a propriedade distributiva.

$2 \sin^{2} (x) = 3 \cdot 1 + 3 (- \cos (x))$

Etapa 1.1.3

Multiplique.

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Etapa 1.1.3.1

Multiplique $3$ por $1$ .

$2 \sin^{2} (x) = 3 + 3 (- \cos (x))$

Etapa 1.1.3.2

Multiplique $- 1$ por $3$ .

$2 \sin^{2} (x) = 3 - 3 \cos (x)$

Etapa 2

Mova todas as expressões para o lado esquerdo da equação.

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Etapa 2.1

Subtraia $3$ dos dois lados da equação.

$2 \sin^{2} (x) - 3 = - 3 \cos (x)$

Etapa 2.2

Some $3 \cos (x)$ aos dois lados da equação.

$2 \sin^{2} (x) - 3 + 3 \cos (x) = 0$

Etapa 3

Substitua $2 \sin^{2} (x)$ por $2 (1 - \cos^{2} (x))$ com base na identidade $\sin^{2} (x) + \cos^{2} (x) = 1$ .

$2 (1 - \cos^{2} (x)) - 3 + 3 \cos (x) = 0$

Etapa 4

Simplifique cada termo.

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Etapa 4.1

Aplique a propriedade distributiva.

$2 \cdot 1 + 2 (- \cos^{2} (x)) - 3 + 3 \cos (x) = 0$

Etapa 4.2

Multiplique $2$ por $1$ .

$2 + 2 (- \cos^{2} (x)) - 3 + 3 \cos (x) = 0$

Etapa 4.3

Multiplique $- 1$ por $2$ .

$2 - 2 \cos^{2} (x) - 3 + 3 \cos (x) = 0$

Etapa 5

Subtraia $3$ de $2$ .

$- 2 \cos^{2} (x) - 1 + 3 \cos (x) = 0$

Etapa 6

Reordene o polinômio.

$- 2 \cos^{2} (x) + 3 \cos (x) - 1 = 0$

Etapa 7

Substitua $u$ por $\cos (x)$ .

$- 2 {(u)}^{2} + 3 (u) - 1 = 0$

Etapa 8

Fatore o lado esquerdo da equação.

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Etapa 8.1

Fatore $- 1$ de $- 2 u^{2} + 3 u - 1$ .

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Etapa 8.1.1

Fatore $- 1$ de $- 2 u^{2}$ .

$- (2 u^{2}) + 3 u - 1 = 0$

Etapa 8.1.2

Fatore $- 1$ de $3 u$ .

$- (2 u^{2}) - (- 3 u) - 1 = 0$

Etapa 8.1.3

Reescreva $- 1$ como $- 1 (1)$ .

$- (2 u^{2}) - (- 3 u) - 1 \cdot 1 = 0$

Etapa 8.1.4

Fatore $- 1$ de $- (2 u^{2}) - (- 3 u)$ .

$- (2 u^{2} - 3 u) - 1 \cdot 1 = 0$

Etapa 8.1.5

Fatore $- 1$ de $- (2 u^{2} - 3 u) - 1 (1)$ .

$- (2 u^{2} - 3 u + 1) = 0$

Etapa 8.2

Fatore.

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Etapa 8.2.1

Fatore por agrupamento.

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Etapa 8.2.1.1

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 $b = - 3$ .

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Etapa 8.2.1.1.1

Fatore $- 3$ de $- 3 u$ .

$- (2 u^{2} - 3 u + 1) = 0$

Etapa 8.2.1.1.2

Reescreva $- 3$ como $- 1$ mais $- 2$

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

Etapa 8.2.1.1.3

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 8.2.1.2

Fatore o máximo divisor comum de cada grupo.

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Etapa 8.2.1.2.1

Agrupe os dois primeiros termos e os dois últimos termos.

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

Etapa 8.2.1.2.2

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

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

Etapa 8.2.1.3

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

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

Etapa 8.2.2

Remova os parênteses desnecessários.

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

Etapa 9

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

$2 u - 1 = 0$

$u - 1 = 0$

Etapa 10

Defina $2 u - 1$ como igual a $0$ e resolva para $u$ .

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Etapa 10.1

Defina $2 u - 1$ como igual a $0$ .

$2 u - 1 = 0$

Etapa 10.2

Resolva $2 u - 1 = 0$ para $u$ .

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Etapa 10.2.1

Some $1$ aos dois lados da equação.

$2 u = 1$

Etapa 10.2.2

Divida cada termo em $2 u = 1$ por $2$ e simplifique.

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Etapa 10.2.2.1

Divida cada termo em $2 u = 1$ por $2$ .

$\frac{2 u}{2} = \frac{1}{2}$

Etapa 10.2.2.2

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 10.2.2.2.1

Cancele o fator comum de $2$ .

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Etapa 10.2.2.2.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{2 u}{2} = \frac{1}{2}$

Etapa 10.2.2.2.1.2

Divida $u$ por $1$ .

$u = \frac{1}{2}$

Etapa 11

Defina $u - 1$ como igual a $0$ e resolva para $u$ .

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Etapa 11.1

Defina $u - 1$ como igual a $0$ .

$u - 1 = 0$

Etapa 11.2

Some $1$ aos dois lados da equação.

$u = 1$

Etapa 12

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

$u = \frac{1}{2}, 1$

Etapa 13

Substitua $\cos (x)$ por $u$ .

$\cos (x) = \frac{1}{2}, 1$

Etapa 14

Estabeleça cada uma das soluções para resolver $x$ .

$\cos (x) = \frac{1}{2}$

$\cos (x) = 1$

Etapa 15

Resolva $x$ em $\cos (x) = \frac{1}{2}$ .

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Etapa 15.1

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

$x = \arccos (\frac{1}{2})$

Etapa 15.2

Simplifique o lado direito.

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Etapa 15.2.1

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

$x = \frac{π}{3}$

Etapa 15.3

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.

$x = 2 π - \frac{π}{3}$

Etapa 15.4

Simplifique $2 π - \frac{π}{3}$ .

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Etapa 15.4.1

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

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

Etapa 15.4.2

Combine frações.

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Etapa 15.4.2.1

Combine $2 π$ e $\frac{3}{3}$ .

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

Etapa 15.4.2.2

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$x = \frac{2 π \cdot 3 - π}{3}$

Etapa 15.4.3

Simplifique o numerador.

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Etapa 15.4.3.1

Multiplique $3$ por $2$ .

$x = \frac{6 π - π}{3}$

Etapa 15.4.3.2

Subtraia $π$ de $6 π$ .

$x = \frac{5 π}{3}$

Etapa 15.5

Encontre o período de $\cos (x)$ .

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Etapa 15.5.1

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

$\frac{2 π}{| b |}$

Etapa 15.5.2

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

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Etapa 15.5.3

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

$\frac{2 π}{1}$

Etapa 15.5.4

Divida $2 π$ por $1$ .

$2 π$

Etapa 15.6

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

$x = \frac{π}{3} + 2 π n, \frac{5 π}{3} + 2 π n$ , para qualquer número inteiro $n$

Etapa 16

Resolva $x$ em $\cos (x) = 1$ .

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Etapa 16.1

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

$x = \arccos (1)$

Etapa 16.2

Simplifique o lado direito.

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Etapa 16.2.1

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

$x = 0$

Etapa 16.3

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 16.4

Subtraia $0$ de $2 π$ .

$x = 2 π$

Etapa 16.5

Encontre o período de $\cos (x)$ .

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Etapa 16.5.1

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

$\frac{2 π}{| b |}$

Etapa 16.5.2

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

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Etapa 16.5.3

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

$\frac{2 π}{1}$

Etapa 16.5.4

Divida $2 π$ por $1$ .

$2 π$

Etapa 16.6

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 17

Liste todas as soluções.

$x = \frac{π}{3} + 2 π n, \frac{5 π}{3} + 2 π n, 2 π n, 2 π + 2 π n$ , para qualquer número inteiro $n$

Etapa 18

Consolide $2 π n$ e $2 π + 2 π n$ em $2 π n$ .

$x = \frac{π}{3} + 2 π n, \frac{5 π}{3} + 2 π n, 2 π n$ , para qualquer número inteiro $n$