Precálculo Ejemplos

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

Paso 1

Reemplaza $\sec^{2} (x)$ con $1 + \tan^{2} (x)$ según la identidad de $\tan^{2} (x) + 1 = \sec^{2} (x)$ .

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

Paso 2

Reordena el polinomio.

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

Paso 3

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

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

Paso 4

Resta $2 u$ de ambos lados de la ecuación.

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

Paso 5

Factoriza con la regla del cuadrado perfecto.

Toca para ver más pasos...

Paso 5.1

Reorganiza los términos.

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

Paso 5.2

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

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

Paso 5.3

Comprueba que el término medio sea dos veces el producto de los números que se elevan al cuadrado en el primer término y el tercer término.

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

Paso 5.4

Reescribe el polinomio.

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

Paso 5.5

Factoriza con la regla del trinomio cuadrado perfecto $a^{2} - 2 a b + b^{2} = {(a - b)}^{2}$ , donde $a = u$ y $b = 1$ .

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

Paso 6

Establece $u - 1$ igual a $0$ .

$u - 1 = 0$

Paso 7

Suma $1$ a ambos lados de la ecuación.

$u = 1$

Paso 8

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

$\tan (x) = 1$

Paso 9

Resta la inversa de la tangente de ambos lados de la ecuación para extraer $x$ del interior de la tangente.

$x = \arctan (1)$

Paso 10

Simplifica el lado derecho.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.1

El valor exacto de $\arctan (1)$ es $\frac{π}{4}$ .

$x = \frac{π}{4}$

Paso 11

La función tangente es positiva en el primer y el tercer cuadrante. Para obtener la segunda solución, suma el ángulo de referencia de $π$ para obtener la solución en el cuarto cuadrante.

$x = π + \frac{π}{4}$

Paso 12

Simplifica $π + \frac{π}{4}$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 12.1

Para escribir $π$ como una fracción con un denominador común, multiplica por $\frac{4}{4}$ .

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

Paso 12.2

Combina fracciones.

Toca para ver más pasos...

Paso 12.2.1

Combina $π$ y $\frac{4}{4}$ .

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

Paso 12.2.2

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$x = \frac{π \cdot 4 + π}{4}$

Paso 12.3

Simplifica el numerador.

Toca para ver más pasos...

Paso 12.3.1

Mueve $4$ a la izquierda de $π$ .

$x = \frac{4 \cdot π + π}{4}$

Paso 12.3.2

Suma $4 π$ y $π$ .

$x = \frac{5 π}{4}$

Paso 13

Obtén el período de $\tan (x)$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 13.1

El período de la función puede calcularse mediante $\frac{π}{| b |}$ .

$\frac{π}{| b |}$

Paso 13.2

Reemplaza $b$ con $1$ en la fórmula para el período.

$\frac{π}{| 1 |}$

Paso 13.3

El valor absoluto es la distancia entre un número y cero. La distancia entre $0$ y $1$ es $1$ .

$\frac{π}{1}$

Paso 13.4

Divide $π$ por $1$ .

$π$

Paso 14

El período de la función $\tan (x)$ es $π$ , por lo que los valores se repetirán cada $π$ radianes en ambas direcciones.

$x = \frac{π}{4} + π n, \frac{5 π}{4} + π n$ , para cualquier número entero $n$

Paso 15

Consolida las respuestas.

$x = \frac{π}{4} + π n$ , para cualquier número entero $n$