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tan(2x)=3tan(x)

Solución

tan (2 x) = 3 tan (x)

Solución

x = πn, x = \frac{5 π}{6} + πn, x = \frac{π}{6} + πn

Grados

x = 0^{\circ} + 18 0^{\circ} n, x = 15 0^{\circ} + 18 0^{\circ} n, x = 3 0^{\circ} + 18 0^{\circ} n

Pasos de solución

tan (2 x) = 3 tan (x)

Restar

3 tan (x)

de ambos lados

tan (2 x) - 3 tan (x) = 0

Re-escribir usando identidades trigonométricas

tan (2 x) - 3 tan (x)

Utilizar la identidad trigonométrica del ángulo doble:

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

= \frac{2 tan ( x )}{1 - tan ^{2} ( x )} - 3 tan (x)

Simplificar

\frac{2 tan ( x )}{1 - tan ^{2} ( x )} - 3 tan (x) : \frac{- tan ( x ) + 3 tan ^{3} ( x )}{1 - tan ^{2} ( x )}

\frac{2 tan ( x )}{1 - tan ^{2} ( x )} - 3 tan (x)

Convertir a fracción:

3 tan (x) = \frac{3 tan ( x ) ( 1 - tan ^{2} ( x ) )}{1 - tan ^{2} ( x )}

= \frac{2 tan ( x )}{1 - tan ^{2} ( x )} - \frac{3 tan ( x ) ( 1 - tan ^{2} ( x ) )}{1 - tan ^{2} ( x )}

Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones:

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

= \frac{2 tan ( x ) - 3 tan ( x ) ( 1 - tan ^{2} ( x ) )}{1 - tan ^{2} ( x )}

Expandir

2 tan (x) - 3 tan (x) (1 - tan^{2} (x)) : - tan (x) + 3 tan^{3} (x)

2 tan (x) - 3 tan (x) (1 - tan^{2} (x))

Expandir

- 3 tan (x) (1 - tan^{2} (x)) : - 3 tan (x) + 3 tan^{3} (x)

- 3 tan (x) (1 - tan^{2} (x))

Poner los parentesis utilizando:

a (b - c) = ab - a c

a = - 3 tan (x), b = 1, c = tan^{2} (x)

= - 3 tan (x) \cdot 1 - (- 3 tan (x)) tan^{2} (x)

Aplicar las reglas de los signos

- (- a) = a

= - 3 \cdot 1 \cdot tan (x) + 3 tan^{2} (x) tan (x)

Simplificar

- 3 \cdot 1 \cdot tan (x) + 3 tan^{2} (x) tan (x) : - 3 tan (x) + 3 tan^{3} (x)

- 3 \cdot 1 \cdot tan (x) + 3 tan^{2} (x) tan (x)

3 \cdot 1 \cdot tan (x) = 3 tan (x)

3 \cdot 1 \cdot tan (x)

Multiplicar los numeros:

3 \cdot 1 = 3

= 3 tan (x)

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

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

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

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

= 3 tan^{2 + 1} (x)

Sumar:

2 + 1 = 3

= 3 tan^{3} (x)

= - 3 tan (x) + 3 tan^{3} (x)

= - 3 tan (x) + 3 tan^{3} (x)

= 2 tan (x) - 3 tan (x) + 3 tan^{3} (x)

Sumar elementos similares:

2 tan (x) - 3 tan (x) = - tan (x)

= - tan (x) + 3 tan^{3} (x)

= \frac{- tan ( x ) + 3 tan ^{3} ( x )}{1 - tan ^{2} ( x )}

= \frac{- tan ( x ) + 3 tan ^{3} ( x )}{1 - tan ^{2} ( x )}

\frac{- tan ( x ) + 3 tan ^{3} ( x )}{1 - tan ^{2} ( x )} = 0

Usando el método de sustitución

\frac{- tan ( x ) + 3 tan ^{3} ( x )}{1 - tan ^{2} ( x )} = 0

Sea:

tan (x) = u

\frac{- u + 3 u ^{3}}{1 - u ^{2}} = 0

\frac{- u + 3 u ^{3}}{1 - u ^{2}} = 0 : u = 0, u = - \frac{3}{3}, u = \frac{3}{3}

\frac{- u + 3 u ^{3}}{1 - u ^{2}} = 0

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

- u + 3 u^{3} = 0

Resolver

- u + 3 u^{3} = 0 : u = 0, u = - \frac{3}{3}, u = \frac{3}{3}

- u + 3 u^{3} = 0

Factorizar

- u + 3 u^{3} : u (3 u + 1) (3 u - 1)

- u + 3 u^{3}

Factorizar el termino común

u : u (3 u^{2} - 1)

3 u^{3} - u

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

u^{3} = u^{2} u

= 3 u^{2} u - u

Factorizar el termino común

u

= u (3 u^{2} - 1)

= u (3 u^{2} - 1)

Factorizar

3 u^{2} - 1 : (3 u + 1) (3 u - 1)

3 u^{2} - 1

Reescribir

3 u^{2} - 1

como

(3 u)^{2} - 1^{2}

3 u^{2} - 1

Aplicar las leyes de los exponentes:

a = (a)^{2}

3 = (3)^{2}

= (3)^{2} u^{2} - 1

Reescribir

1

como

1^{2}

= (3)^{2} u^{2} - 1^{2}

Aplicar las leyes de los exponentes:

a^{m} b^{m} = (ab)^{m}

(3)^{2} u^{2} = (3 u)^{2}

= (3 u)^{2} - 1^{2}

= (3 u)^{2} - 1^{2}

Aplicar la siguiente regla para binomios al cuadrado:

x^{2} - y^{2} = (x + y) (x - y)

(3 u)^{2} - 1^{2} = (3 u + 1) (3 u - 1)

= (3 u + 1) (3 u - 1)

= u (3 u + 1) (3 u - 1)

u (3 u + 1) (3 u - 1) = 0

Utilizando el teorema de factor cero: si

ab = 0

entonces

a = 0

b = 0

u = 0 or 3 u + 1 = 0 or 3 u - 1 = 0

Resolver

3 u + 1 = 0 : u = - \frac{3}{3}

3 u + 1 = 0

Mover

1

al lado derecho

3 u + 1 = 0

Restar

1

de ambos lados

3 u + 1 - 1 = 0 - 1

Simplificar

3 u = - 1

3 u = - 1

Dividir ambos lados entre

3

3 u = - 1

Dividir ambos lados entre

3

\frac{3 u}{3} = \frac{- 1}{3}

Simplificar

\frac{3 u}{3} = \frac{- 1}{3}

Simplificar

\frac{3 u}{3} : u

\frac{3 u}{3}

Eliminar los terminos comunes:

3

= u

Simplificar

\frac{- 1}{3} : - \frac{3}{3}

\frac{- 1}{3}

Aplicar las propiedades de las fracciones:

\frac{- a}{b} = - \frac{a}{b}

= - \frac{1}{3}

Racionalizar

- \frac{1}{3} : - \frac{3}{3}

- \frac{1}{3}

Multiplicar por el conjugado

\frac{3}{3}

= - \frac{1 \cdot 3}{3 3}

1 \cdot 3 = 3

33 = 3

33

Aplicar las leyes de los exponentes:

a a = a

33 = 3

= 3

= - \frac{3}{3}

= - \frac{3}{3}

u = - \frac{3}{3}

u = - \frac{3}{3}

u = - \frac{3}{3}

Resolver

3 u - 1 = 0 : u = \frac{3}{3}

3 u - 1 = 0

Mover

1

al lado derecho

3 u - 1 = 0

Sumar

1

a ambos lados

3 u - 1 + 1 = 0 + 1

Simplificar

3 u = 1

3 u = 1

Dividir ambos lados entre

3

3 u = 1

Dividir ambos lados entre

3

\frac{3 u}{3} = \frac{1}{3}

Simplificar

\frac{3 u}{3} = \frac{1}{3}

Simplificar

\frac{3 u}{3} : u

\frac{3 u}{3}

Eliminar los terminos comunes:

3

= u

Simplificar

\frac{1}{3} : \frac{3}{3}

\frac{1}{3}

Multiplicar por el conjugado

\frac{3}{3}

= \frac{1 \cdot 3}{3 3}

1 \cdot 3 = 3

33 = 3

33

Aplicar las leyes de los exponentes:

a a = a

33 = 3

= 3

= \frac{3}{3}

u = \frac{3}{3}

u = \frac{3}{3}

u = \frac{3}{3}

Las soluciones son

u = 0, u = - \frac{3}{3}, u = \frac{3}{3}

u = 0, u = - \frac{3}{3}, u = \frac{3}{3}

Verificar las soluciones

Encontrar los puntos no definidos (singularidades):

u = 1, u = - 1

Tomar el(los) denominador(es) de

\frac{- u + 3 u ^{3}}{1 - u ^{2}}

y comparar con cero

Resolver

1 - u^{2} = 0 : u = 1, u = - 1

1 - u^{2} = 0

Mover

1

al lado derecho

1 - u^{2} = 0

Restar

1

de ambos lados

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

Simplificar

- u^{2} = - 1

- u^{2} = - 1

Dividir ambos lados entre

- 1

- u^{2} = - 1

Dividir ambos lados entre

- 1

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

Simplificar

u^{2} = 1

u^{2} = 1

Para

x^{2} = f (a)

las soluciones son

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

u = 1, u = - 1

1 = 1

1

Aplicar las leyes de los exponentes:

1 = 1

= 1

- 1 = - 1

- 1

Aplicar las leyes de los exponentes:

1 = 1

1 = 1

= - 1

u = 1, u = - 1

Los siguientes puntos no están definidos

u = 1, u = - 1

Combinar los puntos no definidos con las soluciones:

u = 0, u = - \frac{3}{3}, u = \frac{3}{3}

Sustituir en la ecuación

u = tan (x)

tan (x) = 0, tan (x) = - \frac{3}{3}, tan (x) = \frac{3}{3}

tan (x) = 0, tan (x) = - \frac{3}{3}, tan (x) = \frac{3}{3}

tan (x) = 0 : x = πn

tan (x) = 0

Soluciones generales para

tan (x) = 0

tan (x)

tabla de valores periódicos con

πn

intervalos:

x 0 \frac{π}{6} \frac{π}{4} \frac{π}{3} \frac{π}{2} \frac{2 π}{3} \frac{3 π}{4} \frac{5 π}{6} tan (x) 0 \frac{3}{3} 13 \pm \infty - 3 - 1 - \frac{3}{3}

x = 0 + πn

x = 0 + πn

Resolver

x = 0 + πn : x = πn

x = 0 + πn

0 + πn = πn

x = πn

x = πn

tan (x) = - \frac{3}{3} : x = \frac{5 π}{6} + πn

tan (x) = - \frac{3}{3}

Soluciones generales para

tan (x) = - \frac{3}{3}

tan (x)

tabla de valores periódicos con

πn

intervalos:

x 0 \frac{π}{6} \frac{π}{4} \frac{π}{3} \frac{π}{2} \frac{2 π}{3} \frac{3 π}{4} \frac{5 π}{6} tan (x) 0 \frac{3}{3} 13 \pm \infty - 3 - 1 - \frac{3}{3}

x = \frac{5 π}{6} + πn

x = \frac{5 π}{6} + πn

tan (x) = \frac{3}{3} : x = \frac{π}{6} + πn

tan (x) = \frac{3}{3}

Soluciones generales para

tan (x) = \frac{3}{3}

tan (x)

tabla de valores periódicos con

πn

intervalos:

x 0 \frac{π}{6} \frac{π}{4} \frac{π}{3} \frac{π}{2} \frac{2 π}{3} \frac{3 π}{4} \frac{5 π}{6} tan (x) 0 \frac{3}{3} 13 \pm \infty - 3 - 1 - \frac{3}{3}

x = \frac{π}{6} + πn

x = \frac{π}{6} + πn

Combinar toda las soluciones

x = πn, x = \frac{5 π}{6} + πn, x = \frac{π}{6} + πn

Ejemplos populares

tan(2θ)=-1

tan (2 θ) = - 1

sin(x)-cos(x)=1

sin (x) - cos (x) = 1

cos^2(x)= 3/4

cos^{2} (x) = \frac{3}{4}

2cos(2x)+2cos(x)=0

2 cos (2 x) + 2 cos (x) = 0

cos^2(x)-cos(x)=2,0<= x<= 2pi

cos^{2} (x) - cos (x) = 2, 0 \leq x \leq 2 π