Com es demostra (1 - sin x) / (1 + sin x) = (seg x + tan x) ^ 2?

Com es demostra (1 - sin x) / (1 + sin x) = (seg x + tan x) ^ 2?
Anonim

Resposta:

Utilitzeu algunes identitats trig i simplifiqueu-les. Mirar abaix.

Explicació:

Crec que hi ha un error en la pregunta, però no és gran cosa. Perquè tingui sentit, la pregunta hauria de llegir-se:

# (1-sinx) / (1 + sinx) = (secx - tanx) ^ 2 #

De qualsevol manera, començem amb aquesta expressió:

# (1-sinx) / (1 + sinx) #

(En provar les identitats trig, generalment és millor treballar pel costat que té una fracció).

Utilitzem un truc ordenat anomenat multiplicació conjugada, on multiplicarem la fracció pel denominador conjugat:

# (1-sinx) / (1 + sinx) * (1-sinx) / (1-sinx) #

# = ((1-sinx) (1-sinx)) / ((1 + sinx) (1-sinx)) #

# = (1-sinx) ^ 2 / ((1 + sinx) (1-sinx)) #

El conjugat de # a + b # és # a-b #, així que el conjugat de # 1 + sinx # és # 1-sinx; multiplicem per # (1-sinx) / (1-sinx) # per equilibrar la fracció.

Tingues en compte que # (1 + sinx) (1-sinx) # és en realitat una diferència de quadrats, que té la propietat:

# (a-b) (a + b) = a ^ 2-b ^ 2 #

Aquí, ho veiem # a = 1 # i # b = sinx #, tan:

# (1 + sinx) (1-sinx) = (1) ^ 2- (sinx) ^ 2 = 1-sin ^ 2x #

De la identitat pitagòrica # sin ^ 2x + cos ^ 2x = 1 #, segueix això (després de restar # sin ^ 2x # des dels dos costats), # cos ^ 2x = 1-sin ^ 2x #.

Vaja, vam anar de # (1-sinx) / (1-sinx) # a # 1-sin ^ 2x # a # cos ^ 2x #! Ara el nostre problema sembla:

# (1-sinx) ^ 2 / cos ^ 2x = (secx-tanx) ^ 2 #

Ampliem el numerador:

# (1-2sinx + sin ^ 2x) / cos ^ 2x = (secx-tanx) ^ 2 #

(Recordeu: # (a-b) ^ 2 = a ^ 2-2ab + b ^ 2 #)

Ara, trencarem les fraccions:

# 1 / cos ^ 2x- (2sinx) / cos ^ 2x + sin ^ 2x / cos ^ 2x #

# = sec ^ 2x-2 * sinx / cosx * 1 / cosx + sin ^ 2x / cos ^ 2x #

# = sec ^ 2x-2tanxsecx + tan ^ 2x #

Com simplificar això ? Bé, recorda quan vaig dir "Recordeu: # (a-b) ^ 2 = a ^ 2-2ab + b ^ 2 #'?

Resulta que # sec ^ 2x-2tanxsecx + tan ^ 2x # és en realitat # (secx-tanx) ^ 2 #. Si ho deixem # a = secx # i # b = tanx #, podem veure que aquesta expressió és:

#underbrace ((a) ^ 2) _secx-2 (a) (b) + underbrace ((b) ^ 2) _tanx #

La qual cosa, tal com acabo de dir, és equivalent a # (a-b) ^ 2 #. Substitueix # a # amb # secx # i # b # amb # tanx # i obtens:

# sec ^ 2x-2tanxsecx + tan ^ 2x = (secx-tanx) ^ 2 #

I hem completat la proa:

# (secx-tanx) ^ 2 = (secx-tanx) ^ 2 #