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Popular Trigonometria >

cot(x)=sin^2(x)

Solução

cot (x) = sin^{2} (x)

Solução

x = 0.97202 \dots + 2 πn, x = π + 0.97202 \dots + 2 πn

Graus

x = 55.69319 \dots^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 235.69319 \dots^{\circ} + 36 0^{\circ} n

Passos da solução

cot (x) = sin^{2} (x)

Subtrair

sin^{2} (x)

de ambos os lados

cot (x) - sin^{2} (x) = 0

Expresar com seno, cosseno

\frac{cos ( x )}{sin ( x )} - sin^{2} (x) = 0

Simplificar

\frac{cos ( x )}{sin ( x )} - sin^{2} (x) : \frac{cos ( x ) - sin ^{3} ( x )}{sin ( x )}

\frac{cos ( x )}{sin ( x )} - sin^{2} (x)

Converter para fração:

sin^{2} (x) = \frac{sin ^{2} ( x ) sin ( x )}{sin ( x )}

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

Já que os denominadores são iguais, combinar as frações:

\frac{a}{c} \pm \frac{b}{c} = \frac{a \pm b}{c}

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

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

cos (x) - sin^{2} (x) sin (x)

sin^{2} (x) sin (x) = sin^{3} (x)

sin^{2} (x) sin (x)

Aplicar as propriedades dos expoentes:

a^{b} \cdot a^{c} = a^{b + c}

sin^{2} (x) sin (x) = sin^{2 + 1} (x)

= sin^{2 + 1} (x)

Somar:

2 + 1 = 3

= sin^{3} (x)

= cos (x) - sin^{3} (x)

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

\frac{cos ( x ) - sin ^{3} ( x )}{sin ( x )} = 0

\frac{f ( x )}{g ( x )} = 0 \Rightarrow f (x) = 0

cos (x) - sin^{3} (x) = 0

Adicionar

sin^{3} (x)

a ambos os lados

cos (x) = sin^{3} (x)

Elevar ambos os lados ao quadrado

cos^{2} (x) = (sin^{3} (x))^{2}

Subtrair

(sin^{3} (x))^{2}

de ambos os lados

cos^{2} (x) - sin^{6} (x) = 0

Reeecreva usando identidades trigonométricas

cos^{2} (x) - sin^{6} (x)

Utilizar a identidade trigonométrica pitagórica:

cos^{2} (x) + sin^{2} (x) = 1

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

= 1 - sin^{2} (x) - sin^{6} (x)

1 - sin^{2} (x) - sin^{6} (x) = 0

Usando o método de substituição

1 - sin^{2} (x) - sin^{6} (x) = 0

Sea:

sin (x) = u

1 - u^{2} - u^{6} = 0

1 - u^{2} - u^{6} = 0 : u = 0.68232 \dots, u = - 0.68232 \dots

1 - u^{2} - u^{6} = 0

Escrever na forma padrão

a_{n} x^{n} + \dots + a_{1} x + a_{0} = 0

- u^{6} - u^{2} + 1 = 0

Reescrever a equação com

v = u^{2}

v^{3} = u^{6}

- v^{3} - v + 1 = 0

Resolver

- v^{3} - v + 1 = 0 : v \approx 0.68232 \dots

- v^{3} - v + 1 = 0

Encontrar uma solução para

- v^{3} - v + 1 = 0

utilizando o método de Newton-Raphson:

v \approx 0.68232 \dots

- v^{3} - v + 1 = 0

Definição de método de Newton-Raphson

f (v) = - v^{3} - v + 1

Encontrar

f^{^{'}} (v) : - 3 v^{2} - 1

\frac{d}{d v} (- v^{3} - v + 1)

Aplicar a regra da soma/diferença:

(f \pm g)^{'} = f^{'} \pm g^{'}

= - \frac{d}{d v} (v^{3}) - \frac{d v}{d v} + \frac{d}{d v} (1)

\frac{d}{d v} (v^{3}) = 3 v^{2}

\frac{d}{d v} (v^{3})

Aplicar a regra da potência:

\frac{d}{d x} (x^{a}) = a \cdot x^{a - 1}

= 3 v^{3 - 1}

Simplificar

= 3 v^{2}

\frac{d v}{d v} = 1

\frac{d v}{d v}

Aplicar a regra da derivação:

\frac{d v}{d v} = 1

= 1

\frac{d}{d v} (1) = 0

\frac{d}{d v} (1)

Derivada de uma constante:

\frac{d}{d x} (a) = 0

= 0

= - 3 v^{2} - 1 + 0

Simplificar

= - 3 v^{2} - 1

Seja

v_{0} = 1

Calcular

v_{n + 1}

até que

Δ v_{n + 1} < 0.000001

v_{1} = 0.75 : Δ v_{1} = 0.25

f (v_{0}) = - 1^{3} - 1 + 1 = - 1

f^{^{'}} (v_{0}) = - 3 \cdot 1^{2} - 1 = - 4

v_{1} = 0.75

Δ v_{1} = ∣ 0.75 - 1 ∣ = 0.25

Δ v_{1} = 0.25

v_{2} = 0.68604 \dots : Δ v_{2} = 0.06395 \dots

f (v_{1}) = - 0.7 5^{3} - 0.75 + 1 = - 0.171875

f^{^{'}} (v_{1}) = - 3 \cdot 0.7 5^{2} - 1 = - 2.6875

v_{2} = 0.68604 \dots

Δ v_{2} = ∣ 0.68604 \dots - 0.75 ∣ = 0.06395 \dots

Δ v_{2} = 0.06395 \dots

v_{3} = 0.68233 \dots : Δ v_{3} = 0.00370 \dots

f (v_{2}) = - 0.68604 \dots^{3} - 0.68604 \dots + 1 = - 0.00894 \dots

f^{^{'}} (v_{2}) = - 3 \cdot 0.68604 \dots^{2} - 1 = - 2.41197 \dots

v_{3} = 0.68233 \dots

Δ v_{3} = ∣ 0.68233 \dots - 0.68604 \dots ∣ = 0.00370 \dots

Δ v_{3} = 0.00370 \dots

v_{4} = 0.68232 \dots : Δ v_{4} = 0.00001 \dots

f (v_{3}) = - 0.68233 \dots^{3} - 0.68233 \dots + 1 = - 0.00002 \dots

f^{^{'}} (v_{3}) = - 3 \cdot 0.68233 \dots^{2} - 1 = - 2.39676 \dots

v_{4} = 0.68232 \dots

Δ v_{4} = ∣ 0.68232 \dots - 0.68233 \dots ∣ = 0.00001 \dots

Δ v_{4} = 0.00001 \dots

v_{5} = 0.68232 \dots : Δ v_{5} = 1.18493 E - 10

f (v_{4}) = - 0.68232 \dots^{3} - 0.68232 \dots + 1 = - 2.83995 E - 10

f^{^{'}} (v_{4}) = - 3 \cdot 0.68232 \dots^{2} - 1 = - 2.39671 \dots

v_{5} = 0.68232 \dots

Δ v_{5} = ∣ 0.68232 \dots - 0.68232 \dots ∣ = 1.18493 E - 10

Δ v_{5} = 1.18493 E - 10

v \approx 0.68232 \dots

Aplicar a divisão longa

Eq u a t i o n 0 : \frac{- v ^{3} - v + 1}{v - 0.68232 \dots} = - v^{2} - 0.68232 \dots v - 1.46557 \dots

- v^{2} - 0.68232 \dots v - 1.46557 \dots \approx 0

Encontrar uma solução para

- v^{2} - 0.68232 \dots v - 1.46557 \dots = 0

utilizando o método de Newton-Raphson:

Sem solução para

v \in R

- v^{2} - 0.68232 \dots v - 1.46557 \dots = 0

Definição de método de Newton-Raphson

f (v) = - v^{2} - 0.68232 \dots v - 1.46557 \dots

Encontrar

f^{^{'}} (v) : - 2 v - 0.68232 \dots

\frac{d}{d v} (- v^{2} - 0.68232 \dots v - 1.46557 \dots)

Aplicar a regra da soma/diferença:

(f \pm g)^{'} = f^{'} \pm g^{'}

= - \frac{d}{d v} (v^{2}) - \frac{d}{d v} (0.68232 \dots v) - \frac{d}{d v} (1.46557 \dots)

\frac{d}{d v} (v^{2}) = 2 v

\frac{d}{d v} (v^{2})

Aplicar a regra da potência:

\frac{d}{d x} (x^{a}) = a \cdot x^{a - 1}

= 2 v^{2 - 1}

Simplificar

= 2 v

\frac{d}{d v} (0.68232 \dots v) = 0.68232 \dots

\frac{d}{d v} (0.68232 \dots v)

Retirar a constante:

(a \cdot f)^{'} = a \cdot f^{'}

= 0.68232 \dots \frac{d v}{d v}

Aplicar a regra da derivação:

\frac{d v}{d v} = 1

= 0.68232 \dots \cdot 1

Simplificar

= 0.68232 \dots

\frac{d}{d v} (1.46557 \dots) = 0

\frac{d}{d v} (1.46557 \dots)

Derivada de uma constante:

\frac{d}{d x} (a) = 0

= 0

= - 2 v - 0.68232 \dots - 0

Simplificar

= - 2 v - 0.68232 \dots

Seja

v_{0} = - 2

Calcular

v_{n + 1}

até que

Δ v_{n + 1} < 0.000001

v_{1} = - 0.76391 \dots : Δ v_{1} = 1.23608 \dots

f (v_{0}) = - (- 2)^{2} - 0.68232 \dots (- 2) - 1.46557 \dots = - 4.10091 \dots

f^{^{'}} (v_{0}) = - 2 (- 2) - 0.68232 \dots = 3.31767 \dots

v_{1} = - 0.76391 \dots

Δ v_{1} = ∣ - 0.76391 \dots - (- 2) ∣ = 1.23608 \dots

Δ v_{1} = 1.23608 \dots

v_{2} = 1.04316 \dots : Δ v_{2} = 1.80707 \dots

f (v_{1}) = - (- 0.76391 \dots)^{2} - 0.68232 \dots (- 0.76391 \dots) - 1.46557 \dots = - 1.52789 \dots

f^{^{'}} (v_{1}) = - 2 (- 0.76391 \dots) - 0.68232 \dots = 0.84550 \dots

v_{2} = 1.04316 \dots

Δ v_{2} = ∣ 1.04316 \dots - (- 0.76391 \dots) ∣ = 1.80707 \dots

Δ v_{2} = 1.80707 \dots

v_{3} = - 0.13630 \dots : Δ v_{3} = 1.17946 \dots

f (v_{2}) = - 1.04316 \dots^{2} - 0.68232 \dots \cdot 1.04316 \dots - 1.46557 \dots = - 3.26553 \dots

f^{^{'}} (v_{2}) = - 2 \cdot 1.04316 \dots - 0.68232 \dots = - 2.76865 \dots

v_{3} = - 0.13630 \dots

Δ v_{3} = ∣ - 0.13630 \dots - 1.04316 \dots ∣ = 1.17946 \dots

Δ v_{3} = 1.17946 \dots

v_{4} = - 3.53171 \dots : Δ v_{4} = 3.39540 \dots

f (v_{3}) = - (- 0.13630 \dots)^{2} - 0.68232 \dots (- 0.13630 \dots) - 1.46557 \dots = - 1.39114 \dots

f^{^{'}} (v_{3}) = - 2 (- 0.13630 \dots) - 0.68232 \dots = - 0.40971 \dots

v_{4} = - 3.53171 \dots

Δ v_{4} = ∣ - 3.53171 \dots - (- 0.13630 \dots) ∣ = 3.39540 \dots

Δ v_{4} = 3.39540 \dots

v_{5} = - 1.72500 \dots : Δ v_{5} = 1.80670 \dots

f (v_{4}) = - (- 3.53171 \dots)^{2} - 0.68232 \dots (- 3.53171 \dots) - 1.46557 \dots = - 11.52876 \dots

f^{^{'}} (v_{4}) = - 2 (- 3.53171 \dots) - 0.68232 \dots = 6.38109 \dots

v_{5} = - 1.72500 \dots

Δ v_{5} = ∣ - 1.72500 \dots - (- 3.53171 \dots) ∣ = 1.80670 \dots

Δ v_{5} = 1.80670 \dots

v_{6} = - 0.54560 \dots : Δ v_{6} = 1.17939 \dots

f (v_{5}) = - (- 1.72500 \dots)^{2} - 0.68232 \dots (- 1.72500 \dots) - 1.46557 \dots = - 3.26419 \dots

f^{^{'}} (v_{5}) = - 2 (- 1.72500 \dots) - 0.68232 \dots = 2.76767 \dots

v_{6} = - 0.54560 \dots

Δ v_{6} = ∣ - 0.54560 \dots - (- 1.72500 \dots) ∣ = 1.17939 \dots

Δ v_{6} = 1.17939 \dots

v_{7} = 2.85625 \dots : Δ v_{7} = 3.40185 \dots

f (v_{6}) = - (- 0.54560 \dots)^{2} - 0.68232 \dots (- 0.54560 \dots) - 1.46557 \dots = - 1.39097 \dots

f^{^{'}} (v_{6}) = - 2 (- 0.54560 \dots) - 0.68232 \dots = 0.40888 \dots

v_{7} = 2.85625 \dots

Δ v_{7} = ∣ 2.85625 \dots - (- 0.54560 \dots) ∣ = 3.40185 \dots

Δ v_{7} = 3.40185 \dots

v_{8} = 1.04656 \dots : Δ v_{8} = 1.80968 \dots

f (v_{7}) = - 2.85625 \dots^{2} - 0.68232 \dots \cdot 2.85625 \dots - 1.46557 \dots = - 11.57264 \dots

f^{^{'}} (v_{7}) = - 2 \cdot 2.85625 \dots - 0.68232 \dots = - 6.39483 \dots

v_{8} = 1.04656 \dots

Δ v_{8} = ∣ 1.04656 \dots - 2.85625 \dots ∣ = 1.80968 \dots

Δ v_{8} = 1.80968 \dots

v_{9} = - 0.13340 \dots : Δ v_{9} = 1.17997 \dots

f (v_{8}) = - 1.04656 \dots^{2} - 0.68232 \dots \cdot 1.04656 \dots - 1.46557 \dots = - 3.27496 \dots

f^{^{'}} (v_{8}) = - 2 \cdot 1.04656 \dots - 0.68232 \dots = - 2.77545 \dots

v_{9} = - 0.13340 \dots

Δ v_{9} = ∣ - 0.13340 \dots - 1.04656 \dots ∣ = 1.17997 \dots

Δ v_{9} = 1.17997 \dots

v_{10} = - 3.48434 \dots : Δ v_{10} = 3.35093 \dots

f (v_{9}) = - (- 0.13340 \dots)^{2} - 0.68232 \dots (- 0.13340 \dots) - 1.46557 \dots = - 1.39234 \dots

f^{^{'}} (v_{9}) = - 2 (- 0.13340 \dots) - 0.68232 \dots = - 0.41550 \dots

v_{10} = - 3.48434 \dots

Δ v_{10} = ∣ - 3.48434 \dots - (- 0.13340 \dots) ∣ = 3.35093 \dots

Δ v_{10} = 3.35093 \dots

Não se pode encontrar solução

A solução é

v \approx 0.68232 \dots

v \approx 0.68232 \dots

Substitua

v = u^{2},

solucione para

u

Resolver

u^{2} = 0.68232 \dots : u = 0.68232 \dots, u = - 0.68232 \dots

u^{2} = 0.68232 \dots

Para

x^{2} = f (a)

as soluções são

x = f (a), - f (a)

u = 0.68232 \dots, u = - 0.68232 \dots

As soluções são

u = 0.68232 \dots, u = - 0.68232 \dots

Substituir na equação

u = sin (x)

sin (x) = 0.68232 \dots, sin (x) = - 0.68232 \dots

sin (x) = 0.68232 \dots, sin (x) = - 0.68232 \dots

sin (x) = 0.68232 \dots : x = arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn, x = π - arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

sin (x) = 0.68232 \dots

Aplique as propriedades trigonométricas inversas

sin (x) = 0.68232 \dots

Soluções gerais para

sin (x) = 0.68232 \dots

sin (x) = a \Rightarrow x = arcsin (a) + 2 πn, x = π - arcsin (a) + 2 πn

x = arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn, x = π - arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

x = arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn, x = π - arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

sin (x) = - 0.68232 \dots : x = arcsin (- 0.68232 \dots) + 2 πn, x = π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

sin (x) = - 0.68232 \dots

Aplique as propriedades trigonométricas inversas

sin (x) = - 0.68232 \dots

Soluções gerais para

sin (x) = - 0.68232 \dots

sin (x) = - a \Rightarrow x = arcsin (- a) + 2 πn, x = π + arcsin (a) + 2 πn

x = arcsin (- 0.68232 \dots) + 2 πn, x = π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

x = arcsin (- 0.68232 \dots) + 2 πn, x = π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

Combinar toda as soluções

x = arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn, x = π - arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn, x = arcsin (- 0.68232 \dots) + 2 πn, x = π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

Verificar as soluções inserindo-as na equação original

Verificar as soluções inserindo-as em

cot (x) = sin^{2} (x)

Eliminar aquelas que não estejam de acordo com a equação.

Verificar a solução

arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn :

Verdadeiro

arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

Inserir

n = 1

arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1

Para

cot (x) = sin^{2} (x)

inserir

x = arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1

cot (arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1) = sin^{2} (arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1)

Simplificar

0.68232 \dots = 0.68232 \dots

\Rightarrow Verdadeiro

Verificar a solução

π - arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn :

Falso

π - arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

Inserir

n = 1

π - arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1

Para

cot (x) = sin^{2} (x)

inserir

x = π - arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1

cot (π - arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1) = sin^{2} (π - arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1)

Simplificar

- 0.68232 \dots = 0.68232 \dots

\Rightarrow Falso

Verificar a solução

arcsin (- 0.68232 \dots) + 2 πn :

Falso

arcsin (- 0.68232 \dots) + 2 πn

Inserir

n = 1

arcsin (- 0.68232 \dots) + 2 π 1

Para

cot (x) = sin^{2} (x)

inserir

x = arcsin (- 0.68232 \dots) + 2 π 1

cot (arcsin (- 0.68232 \dots) + 2 π 1) = sin^{2} (arcsin (- 0.68232 \dots) + 2 π 1)

Simplificar

- 0.68232 \dots = 0.68232 \dots

\Rightarrow Falso

Verificar a solução

π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn :

Verdadeiro

π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

Inserir

n = 1

π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1

Para

cot (x) = sin^{2} (x)

inserir

x = π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1

cot (π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1) = sin^{2} (π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 π 1)

Simplificar

0.68232 \dots = 0.68232 \dots

\Rightarrow Verdadeiro

x = arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn, x = π + arcsin (0.68232 \dots) + 2 πn

Mostrar soluções na forma decimal

x = 0.97202 \dots + 2 πn, x = π + 0.97202 \dots + 2 πn

Gráfico

Exemplos populares

sec(2x+60)=-1.5

sec (2 x + 60) = - 1.5

sin^2(x)+2sin^2(x/2)=1

sin^{2} (x) + 2 sin^{2} (\frac{x}{2}) = 1

tan(a)=0.7

tan (a) = 0.7

8sin(x)-4csc(x)=0

8 sin (x) - 4 csc (x) = 0

6cos^2(x)+5sin(x)-2=0

6 cos^{2} (x) + 5 sin (x) - 2 = 0