esercizio

Risolvere la disequazione

sen x - cos x < 0

Si potrebbe risolvere in modo semplice disegnando i grafici delle due funzioni y=senx ed y=cosx e considerare i punti dove il grafico della prima e' inferiore al grafico della seconda, ma vediamo come risolverlo in modo "algebrico"
stavolta l'equazione associata e' di tipo gia' visto: per risolverla come equazione basterebbe dividere tutti i termini per cos x
essendo una disequazione non posso dividere immediatamente per cos x perche' non ne conosco il segno (ti ricordo che moltiplicando una disequazione per un termine negativo il verso cambia)
Allora per risolvere la disequazione distinguiamo due casi
  • cos x > 0 in questo caso, dividendo per cos x, il verso della disequazione resta lo stesso
  • cos x < 0 in questo caso, dividendo per cos x, cambieremo il verso alla disequazione
  • primo caso
    cos x > 0
    sen x cos x 0
    ---------- - ---------- < ----------
    cos x cos x cos x
    siccome senx/cosx = tangx
    cos x > 0
    tang x - 1 < 0

    Attenzione! Stavolta e' un sistema e dobbiamo cercare solo le soluzioni valide e anche se cercando i segni discordi otterremmo lo stesso risultato (di entrambe i casi) e' concettualmente sbagliato il considerarlo
    cos x > 0
    so che il coseno e' positivo tra 0° e 90° ed anche tra 270º e 360°, quindi
    0° < x < 90° U 270° < x < 360°
    con U indico l'unione degli intervalli
    a destra la rappresentazione grafica; il punto 0° = 360° e' escluso

    tang x - 1 < 0
    tang x < 1
    so che la tangente e' minore di 1 se l' angolo e' compreso fra 0° 45° ed anche tra 90° e 180° inoltre (essendo la tangente periodica di 180° fra 180° e 225° e tra 270° e 360° quindi posso scrivere
    0° < x < 45° U 90° < x < 225° U 270° < x < 360°
    a destra la rappresentazione grafica


    mettiamo assieme le soluzioni e risolviamo il sistema

    0°<x <90° U 270°<x<360°

    0°<x <45° U 90°<x<225° U 270°<x<360°

    a destra la rappresentazione grafica

    Soluzione prima parte

    0° < x < 45° U 270° < x < 360°


  • secondo caso
    cos x < 0
    sen x cos x 0
    ---------- - ---------- > ----------
    cos x cos x cos x

    siccome senx/cosx = tangx

    cos x < 0
    tang x - 1 > 0


    Anche qui e' un sistema e dobbiamo cercare solo le soluzioni valide e anche se cercando i segni discordi otterremmo lo stesso risultato (di entrambe i casi) e' concettualmente sbagliato il considerarlo
    cos x < 0
    so che il coseno e' negativo tra 90°; e 270° quindi
    90° < x < 270°
    a destra la rappresentazione grafica;


    tang x - 1 > 0
    tang x > 1
    so che la tangente e' maggiore di 1 se l' angolo e' compreso fra 45° e 90° e inoltre (essendo la tangente periodica di 180° fra 225° e 270°; quindi posso scrivere
    45° < x < 90° U 225° < x < 270°
    a destra la rappresentazione grafica

    mettiamo assieme le soluzioni e risolviamo il sistema
    90° < x < 270°
    45° < x < 90° U 225° < x < 270°
    a destra la rappresentazione grafica

    Soluzione seconda parte
    225° < x < 270°
  • Siccome dividiamo per cos x dobbiamo considerare a parte il caso di cos x = 0
    sen x - cos x < 0
    diventa
    sen x < 0 con x=90° e x = 270°
    Per x=90° il seno e' positivo quindi la disequazione non e' verificata
    Per x=270° il seno e' negativo quindi la disequazione e' verificata
    x = 270°




Ora devo prendere sia le soluzioni del primo che del secondo sistema: quindi

0° < x < 45° U 225° < x < 360°