Iv
MATU • Trigonometria
MATU_TRIEC_262
Problemas de Trigonometría
Enunciado
Resolver la ecuación trigonométrica:
$$ \sin (a + x) + \sin x = \cos \frac{a}{2} $$
$$ \sin (a + x) + \sin x = \cos \frac{a}{2} $$
Solución Paso a Paso
1. Datos del problema:
Suma de senos con argumentos desfasados igualada a una constante que depende de $a$.
2. Fórmulas y propiedades:
Transformación de suma a producto:
$$ \sin A + \sin B = 2 \sin\left(\frac{A+B}{2}\right) \cos\left(\frac{A-B}{2}\right) $$
3. Desarrollo paso a paso:
Aplicamos la identidad al lado izquierdo con $A = a+x$ y $B = x$:
$$ 2 \sin\left(\frac{a+x+x}{2}\right) \cos\left(\frac{a+x-x}{2}\right) = \cos \frac{a}{2} $$
$$ 2 \sin\left(x + \frac{a}{2}\right) \cos \frac{a}{2} = \cos \frac{a}{2} $$
Factorizamos:
$$ \cos \frac{a}{2} \left[ 2 \sin\left(x + \frac{a}{2}\right) - 1 \right] = 0 $$
Análisis de soluciones:
Despejando $x$:
$$ x = n\pi + (-1)^n \frac{\pi}{6} - \frac{a}{2} $$
4. Resultado final:
$$ \boxed{x = n\pi + (-1)^n \frac{\pi}{6} - \frac{a}{2}} $$
Suma de senos con argumentos desfasados igualada a una constante que depende de $a$.
2. Fórmulas y propiedades:
Transformación de suma a producto:
$$ \sin A + \sin B = 2 \sin\left(\frac{A+B}{2}\right) \cos\left(\frac{A-B}{2}\right) $$
3. Desarrollo paso a paso:
Aplicamos la identidad al lado izquierdo con $A = a+x$ y $B = x$:
$$ 2 \sin\left(\frac{a+x+x}{2}\right) \cos\left(\frac{a+x-x}{2}\right) = \cos \frac{a}{2} $$
$$ 2 \sin\left(x + \frac{a}{2}\right) \cos \frac{a}{2} = \cos \frac{a}{2} $$
Factorizamos:
$$ \cos \frac{a}{2} \left[ 2 \sin\left(x + \frac{a}{2}\right) - 1 \right] = 0 $$
Análisis de soluciones:
- Si $\cos \frac{a}{2} = 0$, la ecuación se cumple para cualquier valor de $x$. Esto ocurre si $a = (2k+1)\pi$.
- Si $\cos \frac{a}{2} \neq 0$, entonces:
$$ 2 \sin\left(x + \frac{a}{2}\right) = 1 \implies \sin\left(x + \frac{a}{2}\right) = \frac{1}{2} $$
$$ x + \frac{a}{2} = (-1)^n \frac{\pi}{6} + n\pi $$
Despejando $x$:
$$ x = n\pi + (-1)^n \frac{\pi}{6} - \frac{a}{2} $$
4. Resultado final:
$$ \boxed{x = n\pi + (-1)^n \frac{\pi}{6} - \frac{a}{2}} $$