Difícil
Funciones trigonométricas inversas
UNMSM · 2026

Ejercicio de Trigonometría — UNMSM

En la primera semana de febrero, la utilidad de una microempresa fue de S/ 1000M, donde M es la suma de los elementos del rango de la función F definida por:

F(x)=cos(x2)+12πarctan(secx+sen2x+3cosx3),xDom(F)F(x) = \cos\left(\dfrac{x}{2}\right) + \dfrac{12}{\pi}\arctan\left(\sec x + \sqrt{\text{sen}^2 x + 3\cos x - 3}\right), \quad x \in \text{Dom}(F)

Si la utilidad semanal se mantuvo constante durante el mes de febrero, determine la utilidad total que obtuvo la microempresa en ese mes.

Ver solución paso a paso

Idea clave: primero se debe hallar el dominio de la función (donde todas sus partes están definidas), y luego, sobre ese dominio, hallar el rango de F.

  1. Del término sen2x+3cosx3\sqrt{\text{sen}^2 x + 3\cos x - 3} se exige que la expresión dentro de la raíz sea no negativa. Al reescribirla en términos de cosx\cos x, se obtiene (cosx1)(cosx2)0(\cos x - 1)(\cos x - 2) \le 0, lo que junto con 1cosx1-1 \le \cos x \le 1 obliga a que cosx=1\cos x = 1, es decir, x=2nπx = 2n\pi, con nZn \in \mathbb{Z}.
  2. Con cosx=1\cos x = 1, se tiene secx=1\sec x = 1 y cos(x/2)=±1\cos(x/2) = \pm 1 (según la paridad de nn), lo que genera dos posibles valores de F.
  3. Evaluando ambos casos: F1(x)=1+12πarctan(1)=1+12ππ4=4F_1(x) = 1 + \dfrac{12}{\pi}\arctan(1) = 1 + \dfrac{12}{\pi}\cdot\dfrac{\pi}{4} = 4, y F2(x)=1+12πarctan(1)=2F_2(x) = -1 + \dfrac{12}{\pi}\arctan(1) = 2.
  4. El rango de F es {2;4}\{2; 4\}, por lo que M=2+4=6M = 2 + 4 = 6.
  5. La utilidad semanal es 1000×6=60001000 \times 6 = 6000 soles, y como febrero tiene 4 semanas, la utilidad mensual es 6000×4=240006000 \times 4 = 24\,000 soles.

Respuesta: S/ 24 000