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2sinh(2x)-6cosh(x)=0

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Solução

2sinh(2x)−6cosh(x)=0

Solução

x=ln(3.30277…)
+1
Graus
x=68.45488…∘
Passos da solução
2sinh(2x)−6cosh(x)=0
Reeecreva usando identidades trigonométricas
2sinh(2x)−6cosh(x)=0
Use a identidade hiperbólica: sinh(x)=2ex−e−x​2⋅2e2x−e−2x​−6cosh(x)=0
Use a identidade hiperbólica: cosh(x)=2ex+e−x​2⋅2e2x−e−2x​−6⋅2ex+e−x​=0
2⋅2e2x−e−2x​−6⋅2ex+e−x​=0
2⋅2e2x−e−2x​−6⋅2ex+e−x​=0:x=ln(3.30277…)
2⋅2e2x−e−2x​−6⋅2ex+e−x​=0
Adicionar 62ex+e−x​ a ambos os lados2⋅2e2x−e−2x​−6⋅2ex+e−x​+6⋅2ex+e−x​=0+6⋅2ex+e−x​
Simplificare2x−e−2x=3(ex+e−x)
Aplicar as propriedades dos expoentes
e2x−e−2x=3(ex+e−x)
Aplicar as propriedades dos expoentes: abc=(ab)ce2x=(ex)2,e−2x=(ex)−2,e−x=(ex)−1(ex)2−(ex)−2=3(ex+(ex)−1)
(ex)2−(ex)−2=3(ex+(ex)−1)
Reescrever a equação com ex=u(u)2−(u)−2=3(u+(u)−1)
Resolver u2−u−2=3(u+u−1):u≈−0.30277…,u≈3.30277…
u2−u−2=3(u+u−1)
Simplificaru2−u21​=3(u+u1​)
Multiplicar ambos os lados por u2
u2−u21​=3(u+u1​)
Multiplicar ambos os lados por u2u2u2−u21​u2=3(u+u1​)u2
Simplificar
u2u2−u21​u2=3(u+u1​)u2
Simplificar u2u2:u4
u2u2
Aplicar as propriedades dos expoentes: ab⋅ac=ab+cu2u2=u2+2=u2+2
Somar: 2+2=4=u4
Simplificar −u21​u2:−1
−u21​u2
Multiplicar frações: a⋅cb​=ca⋅b​=−u21⋅u2​
Eliminar o fator comum: u2=−1
u4−1=3(u+u1​)u2
u4−1=3(u+u1​)u2
u4−1=3(u+u1​)u2
Expandir 3(u+u1​)u2:3u3+3u
3(u+u1​)u2
=3u2(u+u1​)
Colocar os parênteses utilizando: a(b+c)=ab+aca=3u2,b=u,c=u1​=3u2u+3u2u1​
=3u2u+3⋅u1​u2
Simplificar 3u2u+3⋅u1​u2:3u3+3u
3u2u+3⋅u1​u2
3u2u=3u3
3u2u
Aplicar as propriedades dos expoentes: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=3u2+1
Somar: 2+1=3=3u3
3⋅u1​u2=3u
3⋅u1​u2
Multiplicar frações: a⋅cb​=ca⋅b​=u1⋅3u2​
Multiplicar os números: 1⋅3=3=u3u2​
Eliminar o fator comum: u=3u
=3u3+3u
=3u3+3u
u4−1=3u3+3u
Resolver u4−1=3u3+3u:u≈−0.30277…,u≈3.30277…
u4−1=3u3+3u
Mova 3upara o lado esquerdo
u4−1=3u3+3u
Subtrair 3u de ambos os ladosu4−1−3u=3u3+3u−3u
Simplificaru4−1−3u=3u3
u4−1−3u=3u3
Mova 3u3para o lado esquerdo
u4−1−3u=3u3
Subtrair 3u3 de ambos os ladosu4−1−3u−3u3=3u3−3u3
Simplificaru4−1−3u−3u3=0
u4−1−3u−3u3=0
Escrever na forma padrão an​xn+…+a1​x+a0​=0u4−3u3−3u−1=0
Encontrar uma solução para u4−3u3−3u−1=0 utilizando o método de Newton-Raphson:u≈−0.30277…
u4−3u3−3u−1=0
Definição de método de Newton-Raphson
f(u)=u4−3u3−3u−1
Encontrar f′(u):4u3−9u2−3
dud​(u4−3u3−3u−1)
Aplicar a regra da soma/diferença: (f±g)′=f′±g′=dud​(u4)−dud​(3u3)−dud​(3u)−dud​(1)
dud​(u4)=4u3
dud​(u4)
Aplicar a regra da potência: dxd​(xa)=a⋅xa−1=4u4−1
Simplificar=4u3
dud​(3u3)=9u2
dud​(3u3)
Retirar a constante: (a⋅f)′=a⋅f′=3dud​(u3)
Aplicar a regra da potência: dxd​(xa)=a⋅xa−1=3⋅3u3−1
Simplificar=9u2
dud​(3u)=3
dud​(3u)
Retirar a constante: (a⋅f)′=a⋅f′=3dudu​
Aplicar a regra da derivação: dudu​=1=3⋅1
Simplificar=3
dud​(1)=0
dud​(1)
Derivada de uma constante: dxd​(a)=0=0
=4u3−9u2−3−0
Simplificar=4u3−9u2−3
Seja u0​=0Calcular un+1​ até que Δun+1​<0.000001
u1​=−0.33333…:Δu1​=0.33333…
f(u0​)=04−3⋅03−3⋅0−1=−1f′(u0​)=4⋅03−9⋅02−3=−3u1​=−0.33333…
Δu1​=∣−0.33333…−0∣=0.33333…Δu1​=0.33333…
u2​=−0.30357…:Δu2​=0.02976…
f(u1​)=(−0.33333…)4−3(−0.33333…)3−3(−0.33333…)−1=0.12345…f′(u1​)=4(−0.33333…)3−9(−0.33333…)2−3=−4.14814…u2​=−0.30357…
Δu2​=∣−0.30357…−(−0.33333…)∣=0.02976…Δu2​=0.02976…
u3​=−0.30277…:Δu3​=0.00079…
f(u2​)=(−0.30357…)4−3(−0.30357…)3−3(−0.30357…)−1=0.00313…f′(u2​)=4(−0.30357…)3−9(−0.30357…)2−3=−3.94130…u3​=−0.30277…
Δu3​=∣−0.30277…−(−0.30357…)∣=0.00079…Δu3​=0.00079…
u4​=−0.30277…:Δu4​=5.27302E−7
f(u3​)=(−0.30277…)4−3(−0.30277…)3−3(−0.30277…)−1=2.07551E−6f′(u3​)=4(−0.30277…)3−9(−0.30277…)2−3=−3.93608…u4​=−0.30277…
Δu4​=∣−0.30277…−(−0.30277…)∣=5.27302E−7Δu4​=5.27302E−7
u≈−0.30277…
Aplicar a divisão longa Equation0:u+0.30277…u4−3u3−3u−1​=u3−3.30277…u2+u−3.30277…
u3−3.30277…u2+u−3.30277…≈0
Encontrar uma solução para u3−3.30277…u2+u−3.30277…=0 utilizando o método de Newton-Raphson:u≈3.30277…
u3−3.30277…u2+u−3.30277…=0
Definição de método de Newton-Raphson
f(u)=u3−3.30277…u2+u−3.30277…
Encontrar f′(u):3u2−6.60555…u+1.00000…
dud​(u3−3.30277…u2+u−3.30277…)
Aplicar a regra da soma/diferença: (f±g)′=f′±g′=dud​(u3)−dud​(3.30277…u2)+dudu​−dud​(3.30277…)
dud​(u3)=3u2
dud​(u3)
Aplicar a regra da potência: dxd​(xa)=a⋅xa−1=3u3−1
Simplificar=3u2
dud​(3.30277…u2)=6.60555…u
dud​(3.30277…u2)
Retirar a constante: (a⋅f)′=a⋅f′=3.30277…dud​(u2)
Aplicar a regra da potência: dxd​(xa)=a⋅xa−1=3.30277…⋅2u2−1
Simplificar=6.60555…u
dudu​=1
dudu​
Aplicar a regra da derivação: dudu​=1=1
dud​(3.30277…)=0
dud​(3.30277…)
Derivada de uma constante: dxd​(a)=0=0
=3u2−6.60555…u+1−0
Simplificar=3u2−6.60555…u+1.00000…
Seja u0​=3Calcular un+1​ até que Δun+1​<0.000001
u1​=3.36999…:Δu1​=0.36999…
f(u0​)=33−3.30277…⋅32+3−3.30277…=−3.02775…f′(u0​)=3⋅32−6.60555…⋅3+1.00000…=8.18334…u1​=3.36999…
Δu1​=∣3.36999…−3∣=0.36999…Δu1​=0.36999…
u2​=3.30515…:Δu2​=0.06483…
f(u1​)=3.36999…3−3.30277…⋅3.36999…2+3.36999…−3.30277…=0.83055…f′(u1​)=3⋅3.36999…2−6.60555…⋅3.36999…+1.00000…=12.80985…u2​=3.30515…
Δu2​=∣3.30515…−3.36999…∣=0.06483…Δu2​=0.06483…
u3​=3.30277…:Δu3​=0.00237…
f(u2​)=3.30515…3−3.30277…⋅3.30515…2+3.30515…−3.30277…=0.02834…f′(u2​)=3⋅3.30515…2−6.60555…⋅3.30515…+1.00000…=11.93974…u3​=3.30277…
Δu3​=∣3.30277…−3.30515…∣=0.00237…Δu3​=0.00237…
u4​=3.30277…:Δu4​=3.12826E−6
f(u3​)=3.30277…3−3.30277…⋅3.30277…2+3.30277…−3.30277…=0.00003…f′(u3​)=3⋅3.30277…2−6.60555…⋅3.30277…+1.00000…=11.90836…u4​=3.30277…
Δu4​=∣3.30277…−3.30277…∣=3.12826E−6Δu4​=3.12826E−6
u5​=3.30277…:Δu5​=5.42823E−12
f(u4​)=3.30277…3−3.30277…⋅3.30277…2+3.30277…−3.30277…=6.46412E−11f′(u4​)=3⋅3.30277…2−6.60555…⋅3.30277…+1.00000…=11.90832…u5​=3.30277…
Δu5​=∣3.30277…−3.30277…∣=5.42823E−12Δu5​=5.42823E−12
u≈3.30277…
Aplicar a divisão longa Equation0:u−3.30277…u3−3.30277…u2+u−3.30277…​=u2+1
u2+1≈0
Encontrar uma solução para u2+1=0 utilizando o método de Newton-Raphson:Sem solução para u∈R
u2+1=0
Definição de método de Newton-Raphson
f(u)=u2+1
Encontrar f′(u):2u
dud​(u2+1)
Aplicar a regra da soma/diferença: (f±g)′=f′±g′=dud​(u2)+dud​(1)
dud​(u2)=2u
dud​(u2)
Aplicar a regra da potência: dxd​(xa)=a⋅xa−1=2u2−1
Simplificar=2u
dud​(1)=0
dud​(1)
Derivada de uma constante: dxd​(a)=0=0
=2u+0
Simplificar=2u
Seja u0​=−2Calcular un+1​ até que Δun+1​<0.000001
u1​=−0.74999…:Δu1​=1.25
f(u0​)=(−2)2+1=5.00000…f′(u0​)=2(−2)=−4.00000…u1​=−0.74999…
Δu1​=∣−0.74999…−(−2)∣=1.25Δu1​=1.25
u2​=0.29166…:Δu2​=1.04166…
f(u1​)=(−0.74999…)2+1=1.56250…f′(u1​)=2(−0.74999…)=−1.5u2​=0.29166…
Δu2​=∣0.29166…−(−0.74999…)∣=1.04166…Δu2​=1.04166…
u3​=−1.56845…:Δu3​=1.86011…
f(u2​)=0.29166…2+1=1.08506…f′(u2​)=2⋅0.29166…=0.58333…u3​=−1.56845…
Δu3​=∣−1.56845…−0.29166…∣=1.86011…Δu3​=1.86011…
u4​=−0.46544…:Δu4​=1.10301…
f(u3​)=(−1.56845…)2+1=3.46004…f′(u3​)=2(−1.56845…)=−3.13690…u4​=−0.46544…
Δu4​=∣−0.46544…−(−1.56845…)∣=1.10301…Δu4​=1.10301…
u5​=0.84153…:Δu5​=1.30697…
f(u4​)=(−0.46544…)2+1=1.21663…f′(u4​)=2(−0.46544…)=−0.93088…u5​=0.84153…
Δu5​=∣0.84153…−(−0.46544…)∣=1.30697…Δu5​=1.30697…
u6​=−0.17339…:Δu6​=1.01492…
f(u5​)=0.84153…2+1=1.70817…f′(u5​)=2⋅0.84153…=1.68306…u6​=−0.17339…
Δu6​=∣−0.17339…−0.84153…∣=1.01492…Δu6​=1.01492…
u7​=2.79697…:Δu7​=2.97036…
f(u6​)=(−0.17339…)2+1=1.03006…f′(u6​)=2(−0.17339…)=−0.34678…u7​=2.79697…
Δu7​=∣2.79697…−(−0.17339…)∣=2.97036…Δu7​=2.97036…
u8​=1.21972…:Δu8​=1.57725…
f(u7​)=2.79697…2+1=8.82306…f′(u7​)=2⋅2.79697…=5.59394…u8​=1.21972…
Δu8​=∣1.21972…−2.79697…∣=1.57725…Δu8​=1.57725…
u9​=0.19993…:Δu9​=1.01979…
f(u8​)=1.21972…2+1=2.48772…f′(u8​)=2⋅1.21972…=2.43944…u9​=0.19993…
Δu9​=∣0.19993…−1.21972…∣=1.01979…Δu9​=1.01979…
u10​=−2.40088…:Δu10​=2.60081…
f(u9​)=0.19993…2+1=1.03997…f′(u9​)=2⋅0.19993…=0.39986…u10​=−2.40088…
Δu10​=∣−2.40088…−0.19993…∣=2.60081…Δu10​=2.60081…
Não se pode encontrar solução
As soluções sãou≈−0.30277…,u≈3.30277…
u≈−0.30277…,u≈3.30277…
Verifique soluções
Encontrar os pontos não definidos (singularidades):u=0
Tomar o(s) denominador(es) de u2−u−2 e comparar com zero
Resolver u2=0:u=0
u2=0
Aplicar a regra xn=0⇒x=0
u=0
Tomar o(s) denominador(es) de 3(u+u−1) e comparar com zero
u=0
Os seguintes pontos são indefinidosu=0
Combinar os pontos indefinidos com as soluções:
u≈−0.30277…,u≈3.30277…
u≈−0.30277…,u≈3.30277…
Substitua u=ex,solucione para x
Resolver ex=−0.30277…:Sem solução para x∈R
ex=−0.30277…
af(x) não pode ser zero ou negativa para x∈RSemsoluc\c​a~oparax∈R
Resolver ex=3.30277…:x=ln(3.30277…)
ex=3.30277…
Aplicar as propriedades dos expoentes
ex=3.30277…
Se f(x)=g(x), então ln(f(x))=ln(g(x))ln(ex)=ln(3.30277…)
Aplicar as propriedades dos logaritmos: ln(ea)=aln(ex)=xx=ln(3.30277…)
x=ln(3.30277…)
x=ln(3.30277…)
x=ln(3.30277…)

Gráfico

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Exemplos populares

-cos(x)=-1sin^2(x)csc(x)=-1/2sec^2(2x)-1=01=2cos(x)solvefor x,y=arcsin(x/(11))
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