Álgebra Exemplos

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

Step 1

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

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

Step 2

Fatore por agrupamento.

Toque para ver mais passagens...

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 $b = 1$ .

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Multiplique por $1$ .

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

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

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

Aplique a propriedade distributiva.

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

Fatore o máximo divisor comum de cada grupo.

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Agrupe os dois primeiros termos e os dois últimos termos.

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

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

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

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

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

Step 3

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

$(2 \sin (x) - 1) (\sin (x) + 1) = 0$

Step 4

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

$2 \sin (x) - 1 = 0$

$\sin (x) + 1 = 0$

Step 5

Defina $2 \sin (x) - 1$ como igual a $0$ e resolva para $x$ .

Toque para ver mais passagens...

Defina $2 \sin (x) - 1$ como igual a $0$ .

$2 \sin (x) - 1 = 0$

Resolva $2 \sin (x) - 1 = 0$ para $x$ .

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Some $1$ aos dois lados da equação.

$2 \sin (x) = 1$

Divida cada termo em $2 \sin (x) = 1$ por $2$ e simplifique.

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Divida cada termo em $2 \sin (x) = 1$ por $2$ .

$\frac{2 \sin (x)}{2} = \frac{1}{2}$

Simplifique o lado esquerdo.

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Cancele o fator comum de $2$ .

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Cancele o fator comum.

$\frac{2 \sin (x)}{2} = \frac{1}{2}$

Divida $\sin (x)$ por $1$ .

$\sin (x) = \frac{1}{2}$

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

$x = \arcsin (\frac{1}{2})$

Simplifique o lado direito.

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O valor exato de $\arcsin (\frac{1}{2})$ é $\frac{π}{6}$ .

$x = \frac{π}{6}$

A função do seno é positiva no primeiro e no segundo quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia o ângulo de referência de $π$ para determinar a solução no segundo quadrante.

$x = π - \frac{π}{6}$

Simplifique $π - \frac{π}{6}$ .

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Para escrever $π$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{6}{6}$ .

$x = π \cdot \frac{6}{6} - \frac{π}{6}$

Combine frações.

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Combine $π$ e $\frac{6}{6}$ .

$x = \frac{π \cdot 6}{6} - \frac{π}{6}$

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$x = \frac{π \cdot 6 - π}{6}$

Simplifique o numerador.

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Mova $6$ para a esquerda de $π$ .

$x = \frac{6 \cdot π - π}{6}$

Subtraia $π$ de $6 π$ .

$x = \frac{5 π}{6}$

Encontre o período de $\sin (x)$ .

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

$\frac{2 π}{| b |}$

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

$\frac{2 π}{| 1 |}$

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

$\frac{2 π}{1}$

Divida $2 π$ por $1$ .

$2 π$

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

$x = \frac{π}{6} + 2 π n, \frac{5 π}{6} + 2 π n$ , para qualquer número inteiro $n$

Step 6

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

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

$\sin (x) + 1 = 0$

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

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Subtraia $1$ dos dois lados da equação.

$\sin (x) = - 1$

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

$x = \arcsin (- 1)$

Simplifique o lado direito.

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

$x = - \frac{π}{2}$

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.

$x = 2 π + \frac{π}{2} + π$

Simplifique a expressão para encontrar a segunda solução.

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

$x = 2 π + \frac{π}{2} + π - 2 π$

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

$x = \frac{3 π}{2}$

Encontre o período de $\sin (x)$ .

Toque para ver mais passagens...

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

$\frac{2 π}{| b |}$

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

$\frac{2 π}{| 1 |}$

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

$\frac{2 π}{1}$

Divida $2 π$ por $1$ .

$2 π$

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

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

$- \frac{π}{2} + 2 π$

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

$2 π \cdot \frac{2}{2} - \frac{π}{2}$

Combine frações.

Toque para ver mais passagens...

Combine $2 π$ e $\frac{2}{2}$ .

$\frac{2 π \cdot 2}{2} - \frac{π}{2}$

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\frac{2 π \cdot 2 - π}{2}$

Simplifique o numerador.

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Multiplique $2$ por $2$ .

$\frac{4 π - π}{2}$

Subtraia $π$ de $4 π$ .

$\frac{3 π}{2}$

Liste os novos ângulos.

$x = \frac{3 π}{2}$

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 $n$

Step 7

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

$x = \frac{π}{6} + 2 π n, \frac{5 π}{6} + 2 π n, \frac{3 π}{2} + 2 π n$ , para qualquer número inteiro $n$

Step 8

Consolide as respostas.

$x = \frac{π}{6} + \frac{2 π n}{3}$ , para qualquer número inteiro $n$