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UECE Resolva a equação tg2x + sen2x = 3cos2x no intervalo [0, 2π]. A soma de todas as suas raízes nesse intervalo é igual a: a) 4π b) 3π c) 2π d) π


a) 4π
b) 3π
c) 2π
d) π
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Matematicamente

há 2 anos

Respostas

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há 4 meses

Vamos resolver a equação \( \tan(2x) + \sin(2x) = 3\cos(2x) \) no intervalo \( [0, 2\pi] \). Primeiro, vamos reescrever a equação usando a relação \( \tan(2x) = \frac{\sin(2x)}{\cos(2x)} \): \[ \frac{\sin(2x)}{\cos(2x)} + \sin(2x) = 3\cos(2x) \] Multiplicando toda a equação por \( \cos(2x) \) (desde que \( \cos(2x) \neq 0 \)): \[ \sin(2x) + \sin(2x)\cos(2x) = 3\cos^2(2x) \] Agora, vamos reorganizar a equação: \[ \sin(2x)(1 + \cos(2x)) = 3\cos^2(2x) \] Agora, podemos analisar as possíveis soluções: 1. Caso 1: \( \sin(2x) = 0 \) - Isso ocorre quando \( 2x = n\pi \), onde \( n \) é um inteiro. Portanto, \( x = \frac{n\pi}{2} \). - No intervalo \( [0, 2\pi] \), temos \( x = 0, \frac{\pi}{2}, \pi, \frac{3\pi}{2} \). 2. Caso 2: \( 1 + \cos(2x) = 0 \) - Isso implica que \( \cos(2x) = -1 \), ou seja, \( 2x = (2n + 1)\pi \). - Portanto, \( x = \frac{(2n + 1)\pi}{2} \). - No intervalo \( [0, 2\pi] \), temos \( x = \frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2} \). Agora, vamos juntar as soluções: - As soluções de \( \sin(2x) = 0 \) são: \( 0, \frac{\pi}{2}, \pi, \frac{3\pi}{2} \). - As soluções de \( 1 + \cos(2x) = 0 \) são: \( \frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2} \) (já contadas). Assim, as raízes distintas são: \( 0, \frac{\pi}{2}, \pi, \frac{3\pi}{2} \). Agora, vamos somar todas as raízes: \[ 0 + \frac{\pi}{2} + \pi + \frac{3\pi}{2} = 0 + \frac{\pi}{2} + \frac{2\pi}{2} + \frac{3\pi}{2} = 0 + \frac{6\pi}{2} = 3\pi \] Portanto, a soma de todas as raízes no intervalo \( [0, 2\pi] \) é igual a \( 3\pi \). A alternativa correta é: b) 3π.

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há 2 anos

Vamos lá! Primeiro, vamos simplificar a equação utilizando as identidades trigonométricas: tg²x + sen²x = 3cos²x Substituindo a identidade tg²x = sec²x - 1: sec²x - 1 + sen²x = 3cos²x Substituindo a identidade sec²x = 1/cos²x: 1/cos²x - 1 + sen²x = 3cos²x Multiplicando tudo por cos²x: 1 - cos²x + sen²x.cos²x = 3cos⁴x Substituindo a identidade sen²x = 1 - cos²x: 1 - cos²x + cos²x - cos⁴x = 3cos⁴x Simplificando: 4cos⁴x - 2cos²x - 1 = 0 Agora, podemos fazer a substituição y = cos²x: 4y² - 2y - 1 = 0 Resolvendo a equação do segundo grau: y = (2 ± √8)/4 y = (1 ± √2)/2 Substituindo y = cos²x: cos²x = (1 ± √2)/2 Temos duas soluções para cos²x: cos²x = (1 + √2)/2 ou cos²x = (1 - √2)/2 Para a primeira solução, temos: cosx = ±√[(1 + √2)/2] x = arccos(±√[(1 + √2)/2]) Para a segunda solução, temos: cosx = ±√[(1 - √2)/2] x = arccos(±√[(1 - √2)/2]) Lembrando que o intervalo é [0, 2π], temos que descartar as soluções negativas e repetidas. Portanto, as soluções são: x = arccos(√[(1 + √2)/2]) e x = arccos(-√[(1 - √2)/2]) A soma dessas raízes é: x1 + x2 = arccos(√[(1 + √2)/2]) + arccos(-√[(1 - √2)/2]) x1 + x2 = π/4 + 3π/4 x1 + x2 = π Portanto, a alternativa correta é a letra d) π.

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