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Popolare Trigonometria >

cos^4(x)+sin^4(x)=1

Soluzione

cos^{4} (x) + sin^{4} (x) = 1

Soluzione

x = 2 πn, x = π + 2 πn, x = \frac{π}{2} + 2 πn, x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

Gradi

x = 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 18 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 9 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 27 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n

Fasi della soluzione

cos^{4} (x) + sin^{4} (x) = 1

Sottrarre

1

da entrambi i lati

cos^{4} (x) + sin^{4} (x) - 1 = 0

Applicare la regola dell'esponente:

a^{b} = a^{2} a^{b - 2}

- 1 + cos^{4} (x) + sin^{2} (x) sin^{2} (x) = 0

Riscrivere utilizzando identità trigonometriche

- 1 + cos^{4} (x) + sin^{2} (x) sin^{2} (x)

Usa l'identità pitagorica:

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

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

= - 1 + cos^{4} (x) + (1 - cos^{2} (x)) (1 - cos^{2} (x))

Semplificare

- 1 + cos^{4} (x) + (1 - cos^{2} (x)) (1 - cos^{2} (x)) : 2 cos^{4} (x) - 2 cos^{2} (x)

- 1 + cos^{4} (x) + (1 - cos^{2} (x)) (1 - cos^{2} (x))

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

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

Applica la regola degli esponenti:

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

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

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

Aggiungi i numeri:

1 + 1 = 2

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

= - 1 + cos^{4} (x) + (- cos^{2} (x) + 1)^{2}

(1 - cos^{2} (x))^{2} : 1 - 2 cos^{2} (x) + cos^{4} (x)

Applicare la formula del quadrato perfetto:

(a - b)^{2} = a^{2} - 2 ab + b^{2}

a = 1, b = cos^{2} (x)

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

Semplifica

1^{2} - 2 \cdot 1 \cdot cos^{2} (x) + (cos^{2} (x))^{2} : 1 - 2 cos^{2} (x) + cos^{4} (x)

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

Applicare la regola

1^{a} = 1

1^{2} = 1

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

2 \cdot 1 \cdot cos^{2} (x) = 2 cos^{2} (x)

2 \cdot 1 \cdot cos^{2} (x)

Moltiplica i numeri:

2 \cdot 1 = 2

= 2 cos^{2} (x)

(cos^{2} (x))^{2} = cos^{4} (x)

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

Applica la regola degli esponenti:

(a^{b})^{c} = a^{b c}

= cos^{2 \cdot 2} (x)

Moltiplica i numeri:

2 \cdot 2 = 4

= cos^{4} (x)

= 1 - 2 cos^{2} (x) + cos^{4} (x)

= 1 - 2 cos^{2} (x) + cos^{4} (x)

= - 1 + cos^{4} (x) + 1 - 2 cos^{2} (x) + cos^{4} (x)

Semplifica

- 1 + cos^{4} (x) + 1 - 2 cos^{2} (x) + cos^{4} (x) : 2 cos^{4} (x) - 2 cos^{2} (x)

- 1 + cos^{4} (x) + 1 - 2 cos^{2} (x) + cos^{4} (x)

Raggruppa termini simili

= cos^{4} (x) - 2 cos^{2} (x) + cos^{4} (x) - 1 + 1

Aggiungi elementi simili:

cos^{4} (x) + cos^{4} (x) = 2 cos^{4} (x)

= 2 cos^{4} (x) - 2 cos^{2} (x) - 1 + 1

- 1 + 1 = 0

= 2 cos^{4} (x) - 2 cos^{2} (x)

= 2 cos^{4} (x) - 2 cos^{2} (x)

= 2 cos^{4} (x) - 2 cos^{2} (x)

- 2 cos^{2} (x) + 2 cos^{4} (x) = 0

Risolvi per sostituzione

- 2 cos^{2} (x) + 2 cos^{4} (x) = 0

Sia:

cos (x) = u

- 2 u^{2} + 2 u^{4} = 0

- 2 u^{2} + 2 u^{4} = 0 : u = 1, u = - 1, u = 0

- 2 u^{2} + 2 u^{4} = 0

Scrivi in forma standard

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

2 u^{4} - 2 u^{2} = 0

Riscrivi l'equazione con

v = u^{2}

v^{2} = u^{4}

2 v^{2} - 2 v = 0

Risolvi

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

2 v^{2} - 2 v = 0

Risolvi con la formula quadratica

2 v^{2} - 2 v = 0

Formula dell'equazione quadratica:

Per

a = 2, b = - 2, c = 0

v_{1, 2} = \frac{- ( - 2 ) \pm ( - 2 ) ^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 0}{2 \cdot 2}

v_{1, 2} = \frac{- ( - 2 ) \pm ( - 2 ) ^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 0}{2 \cdot 2}

(- 2)^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 0 = 2

(- 2)^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 0

Applica la regola degli esponenti:

(- a)^{n} = a^{n},

n

è pari

(- 2)^{2} = 2^{2}

= 2^{2} - 4 \cdot 2 \cdot 0

Applicare la regola

0 \cdot a = 0

= 2^{2} - 0

2^{2} - 0 = 2^{2}

= 2^{2}

Applicare la regola della radice:

assumendo

a \geq 0

= 2

v_{1, 2} = \frac{- ( - 2 ) \pm 2}{2 \cdot 2}

Separare le soluzioni

v_{1} = \frac{- ( - 2 ) + 2}{2 \cdot 2}, v_{2} = \frac{- ( - 2 ) - 2}{2 \cdot 2}

v = \frac{- ( - 2 ) + 2}{2 \cdot 2} : 1

\frac{- ( - 2 ) + 2}{2 \cdot 2}

Applicare la regola

- (- a) = a

= \frac{2 + 2}{2 \cdot 2}

Aggiungi i numeri:

2 + 2 = 4

= \frac{4}{2 \cdot 2}

Moltiplica i numeri:

2 \cdot 2 = 4

= \frac{4}{4}

Applicare la regola

\frac{a}{a} = 1

= 1

v = \frac{- ( - 2 ) - 2}{2 \cdot 2} : 0

\frac{- ( - 2 ) - 2}{2 \cdot 2}

Applicare la regola

- (- a) = a

= \frac{2 - 2}{2 \cdot 2}

Sottrai i numeri:

2 - 2 = 0

= \frac{0}{2 \cdot 2}

Moltiplica i numeri:

2 \cdot 2 = 4

= \frac{0}{4}

Applicare la regola

\frac{0}{a} = 0, a \neq = 0

= 0

Le soluzioni dell'equazione quadratica sono:

v = 1, v = 0

v = 1, v = 0

Sostituisci

v = u^{2},

risolvi per

u

Risolvi

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

u^{2} = 1

Per

x^{2} = f (a)

le soluzioni sono

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

u = 1, u = - 1

1 = 1

1

Applicare la regola

1 = 1

= 1

- 1 = - 1

- 1

Applicare la regola

1 = 1

= - 1

u = 1, u = - 1

Risolvi

u^{2} = 0 : u = 0

u^{2} = 0

Applicare la regola

x^{n} = 0 \Rightarrow x = 0

u = 0

Le soluzioni sono

u = 1, u = - 1, u = 0

Sostituire indietro

u = cos (x)

cos (x) = 1, cos (x) = - 1, cos (x) = 0

cos (x) = 1, cos (x) = - 1, cos (x) = 0

cos (x) = 1 : x = 2 πn

cos (x) = 1

Soluzioni generali per

cos (x) = 1

cos (x)

periodicità tabella con

2 πn

cicli:

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} cos (x) 1 \frac{3}{2} \frac{2}{2} \frac{1}{2} 0 - \frac{1}{2} - \frac{2}{2} - \frac{3}{2} x π \frac{7 π}{6} \frac{5 π}{4} \frac{4 π}{3} \frac{3 π}{2} \frac{5 π}{3} \frac{7 π}{4} \frac{11 π}{6} cos (x) - 1 - \frac{3}{2} - \frac{2}{2} - \frac{1}{2} 0 \frac{1}{2} \frac{2}{2} \frac{3}{2}

x = 0 + 2 πn

x = 0 + 2 πn

Risolvi

x = 0 + 2 πn : x = 2 πn

x = 0 + 2 πn

0 + 2 πn = 2 πn

x = 2 πn

x = 2 πn

cos (x) = - 1 : x = π + 2 πn

cos (x) = - 1

Soluzioni generali per

cos (x) = - 1

cos (x)

periodicità tabella con

2 πn

cicli:

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} cos (x) 1 \frac{3}{2} \frac{2}{2} \frac{1}{2} 0 - \frac{1}{2} - \frac{2}{2} - \frac{3}{2} x π \frac{7 π}{6} \frac{5 π}{4} \frac{4 π}{3} \frac{3 π}{2} \frac{5 π}{3} \frac{7 π}{4} \frac{11 π}{6} cos (x) - 1 - \frac{3}{2} - \frac{2}{2} - \frac{1}{2} 0 \frac{1}{2} \frac{2}{2} \frac{3}{2}

x = π + 2 πn

x = π + 2 πn

cos (x) = 0 : x = \frac{π}{2} + 2 πn, x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

cos (x) = 0

Soluzioni generali per

cos (x) = 0

cos (x)

periodicità tabella con

2 πn

cicli:

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} cos (x) 1 \frac{3}{2} \frac{2}{2} \frac{1}{2} 0 - \frac{1}{2} - \frac{2}{2} - \frac{3}{2} x π \frac{7 π}{6} \frac{5 π}{4} \frac{4 π}{3} \frac{3 π}{2} \frac{5 π}{3} \frac{7 π}{4} \frac{11 π}{6} cos (x) - 1 - \frac{3}{2} - \frac{2}{2} - \frac{1}{2} 0 \frac{1}{2} \frac{2}{2} \frac{3}{2}

x = \frac{π}{2} + 2 πn, x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

x = \frac{π}{2} + 2 πn, x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

Combinare tutte le soluzioni

x = 2 πn, x = π + 2 πn, x = \frac{π}{2} + 2 πn, x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

Grafico

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