Trigonometria Exemplos

$2 \tan (x) - \sec^{2} (x) = 0$

Etapa 1

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

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

Etapa 2

Simplifique cada termo.

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Etapa 2.1

Aplique a propriedade distributiva.

$2 \tan (x) - 1 \cdot 1 - \tan^{2} (x) = 0$

Etapa 2.2

Multiplique $- 1$ por $1$ .

$2 \tan (x) - 1 - \tan^{2} (x) = 0$

Etapa 3

Reordene o polinômio.

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

Etapa 4

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

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

Etapa 5

Fatore o lado esquerdo da equação.

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Etapa 5.1

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

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Etapa 5.1.1

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

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

Etapa 5.1.2

Fatore $- 1$ de $2 u$ .

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

Etapa 5.1.3

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

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

Etapa 5.1.4

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

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

Etapa 5.1.5

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

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

Etapa 5.2

Fatore usando a regra do quadrado perfeito.

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Etapa 5.2.1

Reescreva $1$ como $1^{2}$ .

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

Etapa 5.2.2

Verifique se o termo do meio é duas vezes o produto dos números ao quadrado no primeiro e no terceiro termos.

$2 u = 2 \cdot u \cdot 1$

Etapa 5.2.3

Reescreva o polinômio.

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

Etapa 5.2.4

Fatore usando a regra do trinômio quadrado perfeito $a^{2} - 2 a b + b^{2} = {(a - b)}^{2}$ , em que $a = u$ e $b = 1$ .

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

Etapa 6

Divida cada termo em $- {(u - 1)}^{2} = 0$ por $- 1$ e simplifique.

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Etapa 6.1

Divida cada termo em $- {(u - 1)}^{2} = 0$ por $- 1$ .

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

Etapa 6.2

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 6.2.1

Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.

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

Etapa 6.2.2

Divida ${(u - 1)}^{2}$ por $1$ .

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

Etapa 6.3

Simplifique o lado direito.

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Etapa 6.3.1

Divida $0$ por $- 1$ .

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

Etapa 7

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

$u - 1 = 0$

Etapa 8

Some $1$ aos dois lados da equação.

$u = 1$

Etapa 9

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

$\tan (x) = 1$

Etapa 10

Obtenha a tangente inversa dos dois lados da equação para extrair $x$ de dentro da tangente.

$x = \arctan (1)$

Etapa 11

Simplifique o lado direito.

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Etapa 11.1

O valor exato de $\arctan (1)$ é $\frac{π}{4}$ .

$x = \frac{π}{4}$

Etapa 12

A função da tangente é positiva no primeiro e no terceiro quadrantes. Para encontrar a segunda solução, some o ângulo de referência de $π$ para determinar a solução no quarto quadrante.

$x = π + \frac{π}{4}$

Etapa 13

Simplifique $π + \frac{π}{4}$ .

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Etapa 13.1

Para escrever $π$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{4}{4}$ .

$x = π \cdot \frac{4}{4} + \frac{π}{4}$

Etapa 13.2

Combine frações.

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Etapa 13.2.1

Combine $π$ e $\frac{4}{4}$ .

$x = \frac{π \cdot 4}{4} + \frac{π}{4}$

Etapa 13.2.2

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$x = \frac{π \cdot 4 + π}{4}$

Etapa 13.3

Simplifique o numerador.

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Etapa 13.3.1

Mova $4$ para a esquerda de $π$ .

$x = \frac{4 \cdot π + π}{4}$

Etapa 13.3.2

Some $4 π$ e $π$ .

$x = \frac{5 π}{4}$

Etapa 14

Encontre o período de $\tan (x)$ .

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Etapa 14.1

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

$\frac{π}{| b |}$

Etapa 14.2

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

$\frac{π}{| 1 |}$

Etapa 14.3

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

$\frac{π}{1}$

Etapa 14.4

Divida $π$ por $1$ .

$π$

Etapa 15

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

$x = \frac{π}{4} + π n, \frac{5 π}{4} + π n$ , para qualquer número inteiro $n$

Etapa 16

Consolide as respostas.

$x = \frac{π}{4} + π n$ , para qualquer número inteiro $n$