Pré-cálculo Exemplos

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

Etapa 1

Subtraia $3$ dos dois lados da equação.

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

Etapa 2

Deixe $u = \sin (x)$ . Substitua $u$ em todas as ocorrências de $\sin (x)$ .

$u^{2} - 2 u - 3 = 0$

Etapa 3

Fatore $u^{2} - 2 u - 3$ usando o método AC.

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Etapa 3.1

Considere a forma $x^{2} + b x + c$ . Encontre um par de números inteiros cujo produto é $c$ e cuja soma é $b$ . Neste caso, cujo produto é $- 3$ e cuja soma é $- 2$ .

$- 3, 1$

Etapa 3.2

Escreva a forma fatorada usando estes números inteiros.

$(u - 3) (u + 1) = 0$

Etapa 4

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $\sin (x)$ .

$(\sin (x) - 3) (\sin (x) + 1) = 0$

Etapa 5

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

$\sin (x) - 3 = 0$

$\sin (x) + 1 = 0$

Etapa 6

Defina $\sin (x) - 3$ como igual a $0$ e resolva para $x$ .

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Etapa 6.1

Defina $\sin (x) - 3$ como igual a $0$ .

$\sin (x) - 3 = 0$

Etapa 6.2

Resolva $\sin (x) - 3 = 0$ para $x$ .

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Etapa 6.2.1

Some $3$ aos dois lados da equação.

$\sin (x) = 3$

Etapa 6.2.2

O intervalo do seno é $- 1 \leq y \leq 1$ . Como $3$ não se enquadra nesse intervalo, não há solução.

Nenhuma solução

Etapa 7

Defina $\sin (x) + 1$ como igual a $0$ e resolva para $x$ .

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Etapa 7.1

Defina $\sin (x) + 1$ como igual a $0$ .

$\sin (x) + 1 = 0$

Etapa 7.2

Resolva $\sin (x) + 1 = 0$ para $x$ .

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Etapa 7.2.1

Subtraia $1$ dos dois lados da equação.

$\sin (x) = - 1$

Etapa 7.2.2

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

$x = \arcsin (- 1)$

Etapa 7.2.3

Simplifique o lado direito.

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Etapa 7.2.3.1

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

$x = - \frac{π}{2}$

Etapa 7.2.4

A função do seno é negativa no terceiro e no quarto quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia a solução de $2 π$ para determinar um ângulo de referência. Depois, some esse ângulo de referência com $π$ para encontrar a solução no terceiro quadrante.

$x = 2 π + \frac{π}{2} + π$

Etapa 7.2.5

Simplifique a expressão para encontrar a segunda solução.

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Etapa 7.2.5.1

Subtraia $2 π$ de $2 π + \frac{π}{2} + π$ .

$x = 2 π + \frac{π}{2} + π - 2 π$

Etapa 7.2.5.2

O ângulo resultante de $\frac{3 π}{2}$ é positivo, menor do que $2 π$ e coterminal com $2 π + \frac{π}{2} + π$ .

$x = \frac{3 π}{2}$

Etapa 7.2.6

Encontre o período de $\sin (x)$ .

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Etapa 7.2.6.1

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

$\frac{2 π}{| b |}$

Etapa 7.2.6.2

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

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Etapa 7.2.6.3

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

$\frac{2 π}{1}$

Etapa 7.2.6.4

Divida $2 π$ por $1$ .

$2 π$

Etapa 7.2.7

Some $2 π$ com todos os ângulos negativos para obter os ângulos positivos.

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Etapa 7.2.7.1

Some $2 π$ com $- \frac{π}{2}$ para encontrar o ângulo positivo.

$- \frac{π}{2} + 2 π$

Etapa 7.2.7.2

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

$2 π \cdot \frac{2}{2} - \frac{π}{2}$

Etapa 7.2.7.3

Combine frações.

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Etapa 7.2.7.3.1

Combine $2 π$ e $\frac{2}{2}$ .

$\frac{2 π \cdot 2}{2} - \frac{π}{2}$

Etapa 7.2.7.3.2

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\frac{2 π \cdot 2 - π}{2}$

Etapa 7.2.7.4

Simplifique o numerador.

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Etapa 7.2.7.4.1

Multiplique $2$ por $2$ .

$\frac{4 π - π}{2}$

Etapa 7.2.7.4.2

Subtraia $π$ de $4 π$ .

$\frac{3 π}{2}$

Etapa 7.2.7.5

Liste os novos ângulos.

$x = \frac{3 π}{2}$

Etapa 7.2.8

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

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

Etapa 8

A solução final são todos os valores que tornam $(\sin (x) - 3) (\sin (x) + 1) = 0$ verdadeiro.

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