Ii
MATU • Trigonometria
MATU_TRISISEC_039
Litvidenko
Enunciado
Resolver el sistema:
$$ \begin{cases} \sin^2 x = \sin y \\ \cos^4 x = \cos y \end{cases} $$
$$ \begin{cases} \sin^2 x = \sin y \\ \cos^4 x = \cos y \end{cases} $$
Solución Paso a Paso
1. Datos: Tenemos $\sin y = \sin^2 x$ y $\cos y = \cos^4 x$.
2. Propiedad: $\sin^2 y + \cos^2 y = 1$.
Sustituimos los valores del sistema:
$$ (\sin^2 x)^2 + (\cos^4 x)^2 = 1 \implies \sin^4 x + \cos^8 x = 1 $$
Analizamos los límites: $\sin^4 x \leq \sin^2 x$ y $\cos^8 x \leq \cos^2 x$.
La suma $\sin^4 x + \cos^8 x = 1$ solo es posible si:
3. Verificación:
Si $\sin x = 0 \implies \sin y = 0, \cos y = 1 \implies y = 2k\pi$.
Si $\sin^2 x = 1 \implies \sin y = 1, \cos y = 0 \implies y = \frac{\pi}{2} + 2k\pi$.
4. Resultado:
$$ \boxed{(n\pi, 2k\pi) \cup (\frac{\pi}{2} + n\pi, \frac{\pi}{2} + 2k\pi)} $$
2. Propiedad: $\sin^2 y + \cos^2 y = 1$.
Sustituimos los valores del sistema:
$$ (\sin^2 x)^2 + (\cos^4 x)^2 = 1 \implies \sin^4 x + \cos^8 x = 1 $$
Analizamos los límites: $\sin^4 x \leq \sin^2 x$ y $\cos^8 x \leq \cos^2 x$.
La suma $\sin^4 x + \cos^8 x = 1$ solo es posible si:
- $\sin^2 x = 1$ y $\cos^2 x = 0 \implies x = \frac{\pi}{2} + n\pi$
- $\sin^2 x = 0$ y $\cos^2 x = 1 \implies x = n\pi$
3. Verificación:
Si $\sin x = 0 \implies \sin y = 0, \cos y = 1 \implies y = 2k\pi$.
Si $\sin^2 x = 1 \implies \sin y = 1, \cos y = 0 \implies y = \frac{\pi}{2} + 2k\pi$.
4. Resultado:
$$ \boxed{(n\pi, 2k\pi) \cup (\frac{\pi}{2} + n\pi, \frac{\pi}{2} + 2k\pi)} $$