Cómo resolver la ecuación [matemáticas] 2 \ cos \ alpha + \ sqrt {2} = 1 [/ matemáticas]

Gracias por el A2A.

Queremos resolver la ecuación

[matemáticas] 2 \ cos x + \ sqrt {2} = 1 [/ matemáticas] para [matemáticas] x [/ matemáticas]

Primero vamos a mover todo excepto el coseno al lado derecho

[matemáticas] \ cos x = \ displaystyle \ frac {1- \ sqrt {2}} {2} [/ matemáticas]

[math] \ displaystyle \ frac {1- \ sqrt {2}} {2} [/ math] no es uno de los valores comunes del coseno, por lo que deberá encontrar la respuesta numéricamente o utilizar el “inverso” de El coseno, el arcocoseno. El arcocoseno solo invierte una pequeña parte del coseno, porque el coseno no es biyectivo. Esto no es tan importante, lo más importante es que [math] \ displaystyle-1 \ leq \ frac {1- \ sqrt {2}} {2} \ leq 1 [/ math] (esto significa que la ecuación puede resolverse , porque la función coseno no puede asumir todos los valores reales, solo los que están entre [matemática] -1 [/ matemática] y [matemática] 1 [/ matemática] Debido a esto, podemos tomar el arcocoseno de ambos lados de la ecuación (suponiendo [matemáticas] x \ en [0, \ pi] [/ matemáticas], porque el coseno no es biyectivo) para obtener

[matemáticas] x = \ arccos \ left (\ displaystyle \ frac {1- \ sqrt {2}} {2} \ right) [/ math]

Por supuesto, [math] x + 2 \ pi n [/ math] con [math] n \ in \ Z [/ math] también resolverá la ecuación, por lo que la respuesta correcta es

[matemáticas] x = \ arccos \ left (\ displaystyle \ frac {1- \ sqrt {2}} {2} \ right) +2 \ pi n [/ math]

la función coseno es par, por lo que también tenemos que incluir la solución

[matemáticas] x = – \ arccos \ left (\ displaystyle \ frac {1- \ sqrt {2}} {2} \ right) +2 \ pi n [/ math]

Tenga en cuenta que esto es “cómo”; Tenemos una política general de no dar la respuesta final a las preguntas que se parecen a los ejercicios de clase. La respuesta será similar a las ya publicadas.

Reorganizar para hacer [matemática] cosa [/ matemática] el tema.

  • restar [math] \ sqrt2 [/ math] de ambos lados
  • dividir ambos lados por 2

Luego toma el coseno inverso de ambos lados.

Si este es el valor principal, cada 360 ° (o [matemáticas] 2 \ pi [/ matemáticas] radianes) la solución se repite.

El coseno es una función par y lo negativo de su valor principal también es una solución.