¿Cómo resolverías este problema de trigonometría?

[Errores editados]

  • Considere el triángulo rectángulo perfecto: o en general, . Aquí, puede resolver [math] sin (\ theta) [/ math] y [math] cos (\ theta) [/ math] dado [math] tan (\ theta) [/ math].
  • Luego, recuerde las identidades de doble ángulo: [matemática] sin (2 \ theta) [/ matemática] = [matemática] 2 * sin (\ theta) * cos (\ theta) [/ matemática] y [matemática] cos (2 \ theta) [/ math] = [math] cos ^ 2 (\ theta) [/ math] – [math] sin ^ 2 (\ theta) [/ math]. Nota al margen: recuerde que también existen variaciones en el coseno de ángulos dobles debido a la identidad:
  • [matemáticas] sen ^ 2 (\ theta) [/ matemáticas] + [matemáticas] cos ^ 2 (\ theta) [/ matemáticas] = 1.
  • Conéctese a [math] tan (2 \ theta) [/ math] y observe que tiene una relación negativa.

El ángulo resultante, [matemáticas] 2 \ theta [/ matemáticas] determinado a partir del eje x positivo que se mueve en sentido antihorario, coloca el nuevo triángulo en el segundo cuadrante porque el triángulo original se extiende más de 45 grados en el tercer cuadrante.

tan 2x = 2 tan x / (1 – tan ^ 2 x)

= 2 * (15/8) / (1 – 15 ^ 2/8 ^ 2)

= 2 * (15/8) / (1 – 225/64)

= 2 * (15/8) / [(64 – 225) / 64]

= 2 * (15/8) / (- 161/64)

= – 2 * 15 * 64 / (8 * 161)

= – (240/161).

Es decir, x se encuentra en el tercer cuadrante y se encuentra entre 180 y 270 grados,

Tenemos: [matemáticas] \ tan (\ theta) = \ dfrac {15} {8} [/ matemáticas]; [matemáticas] 180 ^ {\ circ} \ leq {\ theta} \ leq {270 ^ {\ circ}} [/ matemáticas]

Sustituyamos este valor en la identidad de doble ángulo por [math] \ tan (\ theta) [/ math]:

[math] \ Rightarrow \ tan (2 \ theta) = \ dfrac {2 \ tan (\ theta)} {1- \ tan ^ {2} (\ theta)} [/ math]

[matemáticas] \ hspace {22 mm} = \ dfrac {2 \ tan (\ theta)} {\ big (1+ \ tan (\ theta) \ big) \ big (1- \ tan (\ theta) \ big) }[/matemáticas]

[matemáticas] \ hspace {22 mm} = \ dfrac {2 \ cdot \ dfrac {15} {8}} {\ bigg (1+ \ dfrac {15} {8} \ bigg) \ bigg (1- \ dfrac { 15} {8} \ bigg)} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ hspace {22 mm} = \ dfrac {\ dfrac {15} {4}} {\ dfrac {23} {8} \ cdot- \ dfrac {7} {8}} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ hspace {22 mm} = \ dfrac {\ dfrac {15} {4}} {- \ dfrac {161} {64}} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ hspace {22 mm} = \ dfrac {15} {4} \ cdot {- \ dfrac {64} {161}} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ hspace {22 mm} = – \ dfrac {240} {161} [/ matemáticas]

Hay otras formas más cortas, pero me gusta esta solución gráfica.

Dibuja un triángulo rectángulo con lados adyacentes al ángulo recto 8 y 15.

Usa el teorema de Pitágoras para calcular la hipotenusa para que sea igual a 17.

Entonces sin (theta) = 15/17 y cos (theta) = 8/17.

Ahora tan (2 * theta) = sin (2 * theta) / cos (2 * theta).

sin (2 * theta) = 2 * sin (theta) * cos (theta) = 2 (* 15/17) * (8/17) = 240/289.

cos (2 * theta) = cos ^ 2 (theta) -sin ^ 2 (theta) = 64/289 – 225/289 = -161/289.

Tan (2 * theta) = -240/161

θ en 3ra Q

tan2θ = 2t / (1-t²)

= (30/8) / (1–225 / 64)

= 15/4 * / (- 161/64)

= -240 / 161