Trigonometria Exemplos

$\sqrt{3} \sin (x) + \cos (x) = 1$

Etapa 1

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

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

Etapa 2

Eleve os dois lados da equação ao quadrado.

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

Etapa 3

Simplifique ${(\sqrt{3} \sin (x))}^{2}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1

Aplique a regra do produto a $\sqrt{3} \sin (x)$ .

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

Etapa 3.2

Reescreva ${\sqrt{3}}^{2}$ como $3$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.2.1

Use $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ para reescrever $\sqrt{3}$ como $3^{\frac{1}{2}}$ .

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

Etapa 3.2.2

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

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

Etapa 3.2.3

Combine $\frac{1}{2}$ e $2$ .

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

Etapa 3.2.4

Cancele o fator comum de $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.2.4.1

Cancele o fator comum.

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

Etapa 3.2.4.2

Reescreva a expressão.

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

Etapa 3.2.5

Avalie o expoente.

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

Etapa 4

Simplifique ${(1 - \cos (x))}^{2}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1

Reescreva ${(1 - \cos (x))}^{2}$ como $(1 - \cos (x)) (1 - \cos (x))$ .

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

Etapa 4.2

Expanda $(1 - \cos (x)) (1 - \cos (x))$ usando o método FOIL.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.2.1

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 4.2.2

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 4.2.3

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 4.3

Simplifique e combine termos semelhantes.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.1.1

Multiplique $1$ por $1$ .

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

Etapa 4.3.1.2

Multiplique $- \cos (x)$ por $1$ .

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

Etapa 4.3.1.3

Multiplique $- 1$ por $1$ .

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

Etapa 4.3.1.4

Multiplique $- \cos (x) (- \cos (x))$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.1.4.1

Multiplique $- 1$ por $- 1$ .

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

Etapa 4.3.1.4.2

Multiplique $\cos (x)$ por $1$ .

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

Etapa 4.3.1.4.3

Eleve $\cos (x)$ à potência de $1$ .

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

Etapa 4.3.1.4.4

Eleve $\cos (x)$ à potência de $1$ .

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

Etapa 4.3.1.4.5

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

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

Etapa 4.3.1.4.6

Some $1$ e $1$ .

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

Etapa 4.3.2

Subtraia $\cos (x)$ de $- \cos (x)$ .

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

Etapa 5

Mova todas as expressões para o lado esquerdo da equação.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.1

Subtraia $1$ dos dois lados da equação.

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

Etapa 5.2

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

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

Etapa 5.3

Subtraia $\cos^{2} (x)$ dos dois lados da equação.

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

Etapa 6

Substitua $3 \sin^{2} (x)$ por $3 (1 - \cos^{2} (x))$ com base na identidade $\sin^{2} (x) + \cos^{2} (x) = 1$ .

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

Etapa 7

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 7.1

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 7.2

Multiplique $3$ por $1$ .

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

Etapa 7.3

Multiplique $- 1$ por $3$ .

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

Etapa 8

Simplifique somando os termos.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 8.1

Subtraia $1$ de $3$ .

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

Etapa 8.2

Subtraia $\cos^{2} (x)$ de $- 3 \cos^{2} (x)$ .

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

Etapa 9

Reordene o polinômio.

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

Etapa 10

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

$- 4 {(u)}^{2} + 2 (u) + 2 = 0$

Etapa 11

Fatore o lado esquerdo da equação.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 11.1

Fatore $- 2$ de $- 4 u^{2} + 2 u + 2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 11.1.1

Fatore $- 2$ de $- 4 u^{2}$ .

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

Etapa 11.1.2

Fatore $- 2$ de $2 u$ .

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

Etapa 11.1.3

Fatore $- 2$ de $2$ .

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

Etapa 11.1.4

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

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

Etapa 11.1.5

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

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

Etapa 11.2

Fatore.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 11.2.1

Fatore por agrupamento.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 11.2.1.1

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 $b = - 1$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 11.2.1.1.1

Fatore $- 1$ de $- u$ .

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

Etapa 11.2.1.1.2

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

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

Etapa 11.2.1.1.3

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 11.2.1.1.4

Multiplique $u$ por $1$ .

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

Etapa 11.2.1.2

Fatore o máximo divisor comum de cada grupo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 11.2.1.2.1

Agrupe os dois primeiros termos e os dois últimos termos.

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

Etapa 11.2.1.2.2

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

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

Etapa 11.2.1.3

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

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

Etapa 11.2.2

Remova os parênteses desnecessários.

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

Etapa 12

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 13

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

Toque para ver mais passagens...

Etapa 13.1

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

$2 u + 1 = 0$

Etapa 13.2

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

Toque para ver mais passagens...

Etapa 13.2.1

Subtraia $1$ dos dois lados da equação.

$2 u = - 1$

Etapa 13.2.2

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

Toque para ver mais passagens...

Etapa 13.2.2.1

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

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

Etapa 13.2.2.2

Simplifique o lado esquerdo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 13.2.2.2.1

Cancele o fator comum de $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 13.2.2.2.1.1

Cancele o fator comum.

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

Etapa 13.2.2.2.1.2

Divida $u$ por $1$ .

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

Etapa 13.2.2.3

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 13.2.2.3.1

Mova o número negativo para a frente da fração.

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

Etapa 14

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

Toque para ver mais passagens...

Etapa 14.1

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

$u - 1 = 0$

Etapa 14.2

Some $1$ aos dois lados da equação.

$u = 1$

Etapa 15

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

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

Etapa 16

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

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

Etapa 17

Estabeleça cada uma das soluções para resolver $x$ .

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

$\cos (x) = 1$

Etapa 18

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

Toque para ver mais passagens...

Etapa 18.1

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

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

Etapa 18.2

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 18.2.1

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

$x = \frac{2 π}{3}$

Etapa 18.3

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 18.4

Simplifique $2 π - \frac{2 π}{3}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 18.4.1

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

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

Etapa 18.4.2

Combine frações.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 18.4.2.1

Combine $2 π$ e $\frac{3}{3}$ .

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

Etapa 18.4.2.2

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$x = \frac{2 π \cdot 3 - 2 π}{3}$

Etapa 18.4.3

Simplifique o numerador.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 18.4.3.1

Multiplique $3$ por $2$ .

$x = \frac{6 π - 2 π}{3}$

Etapa 18.4.3.2

Subtraia $2 π$ de $6 π$ .

$x = \frac{4 π}{3}$

Etapa 18.5

Encontre o período de $\cos (x)$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 18.5.1

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

$\frac{2 π}{| b |}$

Etapa 18.5.2

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

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Etapa 18.5.3

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

$\frac{2 π}{1}$

Etapa 18.5.4

Divida $2 π$ por $1$ .

$2 π$

Etapa 18.6

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

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

Etapa 19

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

Toque para ver mais passagens...

Etapa 19.1

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

$x = \arccos (1)$

Etapa 19.2

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 19.2.1

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

$x = 0$

Etapa 19.3

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 19.4

Subtraia $0$ de $2 π$ .

$x = 2 π$

Etapa 19.5

Encontre o período de $\cos (x)$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 19.5.1

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

$\frac{2 π}{| b |}$

Etapa 19.5.2

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

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Etapa 19.5.3

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

$\frac{2 π}{1}$

Etapa 19.5.4

Divida $2 π$ por $1$ .

$2 π$

Etapa 19.6

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 20

Liste todas as soluções.

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

Etapa 21

Consolide as respostas.

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

Etapa 22

Verifique as soluções, substituindo-as em $\sqrt{3} \sin (x) + \cos (x) = 1$ e resolvendo.

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