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dimostrare (2cot(u))/(csc^2(u)-2)=tan(2u)

Soluzione

dimostrare

\frac{2 cot ( u )}{csc ^{2} ( u ) - 2} = tan (2 u)

Vero

Fasi della soluzione

\frac{2 cot ( u )}{csc ^{2} ( u ) - 2} = tan (2 u)

Manipolando il lato sinistro

\frac{2 cot ( u )}{csc ^{2} ( u ) - 2}

Esprimere con sen e cos

\frac{2 cot ( u )}{- 2 + csc ^{2} ( u )}

Usare l'identità trigonometrica di base:

cot (x) = \frac{cos ( x )}{sin ( x )}

= \frac{2 \cdot \frac{c o s ( u )}{s i n ( u )}}{- 2 + csc ^{2} ( u )}

Usare l'identità trigonometrica di base:

csc (x) = \frac{1}{sin ( x )}

= \frac{2 \cdot \frac{c o s ( u )}{s i n ( u )}}{- 2 + ( \frac{1}{s i n ( u )} ) ^{2}}

Semplifica

\frac{2 \cdot \frac{c o s ( u )}{s i n ( u )}}{- 2 + ( \frac{1}{s i n ( u )} ) ^{2}} : \frac{2 cos ( u ) sin ( u )}{- 2 sin ^{2} ( u ) + 1}

\frac{2 \cdot \frac{c o s ( u )}{s i n ( u )}}{- 2 + ( \frac{1}{s i n ( u )} ) ^{2}}

(\frac{1}{sin ( u )})^{2} = \frac{1}{sin ^{2} ( u )}

(\frac{1}{sin ( u )})^{2}

Applica la regola degli esponenti:

(\frac{a}{b})^{c} = \frac{a ^{c}}{b ^{c}}

= \frac{1 ^{2}}{sin ^{2} ( u )}

Applicare la regola

1^{a} = 1

1^{2} = 1

= \frac{1}{sin ^{2} ( u )}

= \frac{2 \cdot \frac{c o s ( u )}{s i n ( u )}}{- 2 + \frac{1}{s i n ^{2} ( u )}}

Moltiplicare

2 \cdot \frac{cos ( u )}{sin ( u )} : \frac{2 cos ( u )}{sin ( u )}

2 \cdot \frac{cos ( u )}{sin ( u )}

Moltiplica le frazioni:

a \cdot \frac{b}{c} = \frac{a \cdot b}{c}

= \frac{cos ( u ) \cdot 2}{sin ( u )}

= \frac{\frac{2 c o s ( u )}{s i n ( u )}}{- 2 + \frac{1}{s i n ^{2} ( u )}}

Applica la regola delle frazioni:

\frac{\frac{b}{c}}{a} = \frac{b}{c \cdot a}

= \frac{cos ( u ) \cdot 2}{sin ( u ) ( - 2 + \frac{1}{s i n ^{2} ( u )} )}

Unisci

- 2 + \frac{1}{sin ^{2} ( u )} : \frac{- 2 sin ^{2} ( u ) + 1}{sin ^{2} ( u )}

- 2 + \frac{1}{sin ^{2} ( u )}

Converti l'elemento in frazione:

2 = \frac{2 sin ^{2} ( u )}{sin ^{2} ( u )}

= - \frac{2 sin ^{2} ( u )}{sin ^{2} ( u )} + \frac{1}{sin ^{2} ( u )}

Poiché i denominatori sono uguali, combinare le frazioni:

\frac{a}{c} \pm \frac{b}{c} = \frac{a \pm b}{c}

= \frac{- 2 sin ^{2} ( u ) + 1}{sin ^{2} ( u )}

= \frac{2 cos ( u )}{\frac{- 2 s i n ^{2} ( u ) + 1}{s i n ^{2} ( u )} sin ( u )}

Moltiplicare

sin (u) \frac{- 2 sin ^{2} ( u ) + 1}{sin ^{2} ( u )} : \frac{- 2 sin ^{2} ( u ) + 1}{sin ( u )}

sin (u) \frac{- 2 sin ^{2} ( u ) + 1}{sin ^{2} ( u )}

Moltiplica le frazioni:

a \cdot \frac{b}{c} = \frac{a \cdot b}{c}

= \frac{( - 2 sin ^{2} ( u ) + 1 ) sin ( u )}{sin ^{2} ( u )}

Cancella il fattore comune:

sin (u)

= \frac{- 2 sin ^{2} ( u ) + 1}{sin ( u )}

= \frac{2 cos ( u )}{\frac{- 2 s i n ^{2} ( u ) + 1}{s i n ( u )}}

Applica la regola delle frazioni:

\frac{a}{\frac{b}{c}} = \frac{a \cdot c}{b}

= \frac{cos ( u ) \cdot 2 sin ( u )}{- 2 sin ^{2} ( u ) + 1}

= \frac{2 cos ( u ) sin ( u )}{- 2 sin ^{2} ( u ) + 1}

= \frac{2 cos ( u ) sin ( u )}{1 - 2 sin ^{2} ( u )}

Riscrivere utilizzando identità trigonometriche

\frac{2 cos ( u ) sin ( u )}{1 - 2 sin ^{2} ( u )}

Usare l'Identità Doppio Angolo:

1 - 2 sin^{2} (x) = cos (2 x)

= \frac{2 cos ( u ) sin ( u )}{cos ( 2 u )}

Usare l'Identità Doppio Angolo:

2 sin (x) cos (x) = sin (2 x)

= \frac{sin ( 2 u )}{cos ( 2 u )}

= \frac{sin ( 2 u )}{cos ( 2 u )}

Usare l'identità trigonometrica di base:

\frac{sin ( x )}{cos ( x )} = tan (x)

= tan (2 u)

Abbiamo mostrato che i due lati possono prendere la stessa forma

\Rightarrow Vero

p ro v e csc (2 x) + cot (2 x) = \frac{1 + cos ( 2 x )}{sin ( 2 x )}

p ro v e 1 - 2 sin^{2} (t) = 2 cos^{2} (t) - 1

p ro v e \frac{1}{cos ^{2} ( θ )} = sec^{2} (θ)

p ro v e - cos (2 t) sin (2 t) + sin (2 t) cos (2 t) + 0 = 0

p ro v e \frac{tan ( θ ) sin ( θ )}{sec ( θ ) - 1} = 1 + cos (θ)