Ii
MATU • Trigonometria
MATU_TRIEC_280
Álgebra de G. Doroféiev
Enunciado
Determinar los valores del parámetro $a$ para los cuales la ecuación tiene solución:
$$ \cos^2 x - 3 \cos x + a = 0 $$
$$ \cos^2 x - 3 \cos x + a = 0 $$
Solución Paso a Paso
1. Cambio de variable:
Sea $t = \cos x$, donde $t \in [-1, 1]$.
La ecuación es:
$$ t^2 - 3t + a = 0 \implies a = 3t - t^2 $$
2. Análisis de la función cuadrática:
Definimos $g(t) = -t^2 + 3t$ para $t \in [-1, 1]$.
3. Conclusión del rango:
Como la función es monótona creciente en el intervalo $[-1, 1]$ (ya que el vértice está a la derecha), el valor de $a$ oscila continuamente entre los valores obtenidos en los extremos.
Resultado:
La ecuación tiene solución si y solo si:
$$ \boxed{a \in [-4, 2]} $$
Sea $t = \cos x$, donde $t \in [-1, 1]$.
La ecuación es:
$$ t^2 - 3t + a = 0 \implies a = 3t - t^2 $$
2. Análisis de la función cuadrática:
Definimos $g(t) = -t^2 + 3t$ para $t \in [-1, 1]$.
- Vértice: $t_v = -\frac{3}{2(-1)} = 1.5$. Este valor está fuera del intervalo $[-1, 1]$.
- Evaluación en los extremos:
- Si $t = -1$: $a = -(-1)^2 + 3(-1) = -1 - 3 = -4$.
- Si $t = 1$: $a = -(1)^2 + 3(1) = -1 + 3 = 2$.
3. Conclusión del rango:
Como la función es monótona creciente en el intervalo $[-1, 1]$ (ya que el vértice está a la derecha), el valor de $a$ oscila continuamente entre los valores obtenidos en los extremos.
Resultado:
La ecuación tiene solución si y solo si:
$$ \boxed{a \in [-4, 2]} $$