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Seguro de si me han resuelto/probado este trigonométricas de la desigualdad.

Este es mi primer post aquí. Me disculpo si esto va en contra de las directrices para la contabilización. Yo estudio matemáticas como un hobby y estoy tratando actualmente con la trigonometría en la escuela de alto nivel. Hasta ahora he aprendido las fórmulas trigonométricas de la suma y la resta y el doble del ángulo, así como lo es en mi idioma se conoce como el 'trigonométricas uno' - para obtener el radio del círculo unitario mediante el uso del teorema de pitágoras. Todavía no he llegado a derivar funciones trigonométricas. El siguiente es un problema que se podría solucionar mediante la conexión de un conjunto de números, sino en la búsqueda de una solución más elegante, tal vez, me encontré atrapado y no sé lo que me estoy perdiendo. Estoy agradecido de cualquier ayuda que recibe. El problema es el siguiente:

Mostrar que si $A$ es un ángulo y $0^\circ<A<90^\circ$ $\hspace{0.3cm}\left( 1+\dfrac {1}{\sin A}\right) \left( 1+\dfrac {1}{\cos A}\right)>5$

Empecé con el siguiente supuesto:

$$0^\circ<A<90^\circ\rightarrow0<{\sin A}<1\\0<{\cos A}<1\rightarrow\dfrac {1}{\sin A}\\\dfrac {1}{\cos A}>1$$

Dado lo anterior, se puede concluir que:

$$\begin{aligned} \lim _{A\rightarrow 90^\circ}\dfrac {1}{\cos A}&=\infty \\ \lim _{A\rightarrow 0^\circ}\dfrac {1}{\sin A}&=\infty \end{aligned}$$

Esto por sí solo no parece ser suficiente para mostrar lo que se le pide. Puedo mostrar que en $A=45^\circ$ el producto es aún mayor que 5, pero no estoy seguro de cómo cualquier desfase en grados desde allí afecta a dos trigonométricas en términos tales que el producto es todavía más de 5. También probé la solución de la desigualdad, pero terminó con fraccionado términos no pude agregar o una cúbicos función de si se quiere, que yo no podía resolver.

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user3035 Puntos 91

Probablemente esperaba algo como esto:

La expansión de espera, la desigualdad es la misma que $$1 + {1 \over \sin A} + {1 \over \cos A} + {1 \over \sin A \cos A} \geq 5$$ Esto es equivalente a $${1 \over \sin A} + {1 \over \cos A} + {1 \over \sin A \cos A} \geq 4$$ Que es el mismo que $${1 \over \sin A} + {1 \over \cos A} + {2 \over \sin 2A} \geq 4$$ Ya que en el intervalo en cuestión, $0 < \sin A, \cos A < 1$$0 < \sin 2A \leq 1$, uno tiene $${1 \over \sin A} + {1 \over \cos A} + {2 \over \sin 2A} > 1 + 1 + 2$$ $$= 4$$

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Vasya Puntos 35

Si abrimos el paréntesis, obtenemos $$1+{1\over \sin A}+ {1\over \cos A}+{1\over \sin A \cos A}\geq 5$$ $${1+\sin A+ \cos A\over \sin A \cos A}\geq 4$$ $$1+\sin A+ \cos A -4 \sin A \cos A \ge 0$$ $$(\cos A - \sin A)^2+\cos A(1-\sin A)+\sin A(1-\cos A) \ge 0$$ En la última desigualdad, cada término no es negativo por lo que la suma no es negativo

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aprado Puntos 1

Sugerencia:

Desde $A$ es fuerte puede escribir $\sin A = b/c$ $\cos A = a/c$ donde $c$ es la hipotenusa en un triángulo rectángulo $ABC$ ($C=90$). ¿Eso ayuda?


De cualquier manera, ya que para todos positivos $x,y$ hemos $x+y\geq 2\sqrt{xy}$: $$1+{1\over \sin A}\geq {2\over \sqrt{\sin A}}$$ y $$1+{1\over \cos A}\geq {2\over \sqrt{\cos A}}$$

por lo $$(1+{1\over \sin A})(1+{1\over \cos A})\geq {4\sqrt{2}\over \sqrt{\sin 2A}}\geq 4\sqrt{2} >5$$

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guest Puntos 1

@Ángulo ha dado una forma sencilla de resolver el problema. Si sabes un poco de cálculo, podría hacerlo de esta manera.

Deje que $$f(A)=\left( 1+\dfrac {1}{\sin Un}\right) \left( 1+\dfrac {1}{\cos Un}\right).$$ Then by the Quotient Rule, $$\pequeño f'(A)=\left(0+\frac{0\pecado A-1\cos A}{\sin^2A}\right)\left( 1+\dfrac {1}{\cos Un}\right)+\left( 1+\dfrac {1}{\pecado Un}\right)\left( 0+\frac{0\cos-1(-\pecado A)}{\cos^2A}\right)$$ so $$\pequeño f'(A)=-\frac{\cos A}{\sin^2A}\left( 1+\dfrac {1}{\cos Un}\right)+\frac{\sin Un}{\cos^2A}\left( 1+\dfrac {1}{\pecado Un}\right)=-\frac{\cos A}{\sin^2A}-\frac1{\sin^2A}+\frac{\sin Un}{\cos^2A}+\frac1{\cos^2A}$$ giving $$f'(A)=\frac{1+\sin A}{\cos^2A}-\frac{1+\cos A}{\sin^2A}=0$$ para los puntos estacionarios.

Así $$\sin^2A(1+\sin A)=\cos^2A(1+\cos A)\implies \sin^2A-\cos^2A+\sin^3A-\cos^3A=0$$ so $$(\sin A-\cos A)(\sin A+\cos A)+(\sin A-\cos A)(\sin^2A+\sin A\cos A+\cos^2A)=0$$ giving $$(\sin A-\cos A)(1+\sin A+\cos A+\sin A\cos A)=0$$ and clearly one solution is when $\tan a=1\implica A=45^\circ$.

Para la otra ecuación, podemos resolver $$1+\sin A+\cos A+\sin A\cos A=(1+\sin A)(1+\cos A)=0$$ but the solutions are outside of the range of $$.

Por lo tanto $A=45^\circ$.

Ahora, en este ángulo, $$f(45^\circ)=(1+\sqrt2)^2=3+2\sqrt2>3+2=5.$$

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fleablood Puntos 5913

El uso de $AM-GM$$\sin^2 A + \cos^2 A = 1$.

.....

Yo simplemente haciendo.

$(1 + \frac {1}{\sin A})(1 + \frac 1{\cos A}) = $

$(1 + \frac 1{\sin A} + \frac 1{\cos A} + \frac 1{\sin A \cos A}$.

Ahora$0 < \sin A < 1$$ \frac 1{\sin A} > 1$$0 < \cos A < 1$$ \frac 1{\cos A} > 1$.

Por lo $(1 + \frac 1{\sin A} + \frac 1{\cos A} + \frac 1{\sin A \cos A} > 3 + + \frac 1{\sin A \cos B}$.

Ahora el sentido común nos dice $\sin A \cos A < 1*1$ $\frac 1{\sin A \cos A} > 1$ y que nos da:

$(1 + \frac 1{\sin A} + \frac 1{\cos A} + \frac 1{\sin A \cos A}) > 4$ y eso no es suficiente.

Así que necesito más. Ahora sé que $\sin A$ $\cos A$ no sólo los números menores que uno. Sé $\sin^2 A + \cos^2 A = 1$, y sé que si se acerca a $1$ o $0$ el otro se acerca a $0$$1$, y sé que $\sin 45 = \cos 45 = \frac{\sqrt {2}}{2}$, pero otros sabio es más y la otra es menor que el $\frac{\sqrt{2}}{2}$.

Todo esto desencadena que yo probablemente puede utilizar el AM-GM el teorema de "boost" $\frac 1 {\sin A\cos b} > 1$$\frac 1{\sin A\cos B} > 2$. Tal vez... voy a usar AM-GM y ver qué pasa.

Así que tenemos que usar AM-GM para demostrar $\sin A \cos B < \frac 12$$\frac 1{\sin A \cos A}> 2$.

Ahora SOY GM de los estados para $M,N > 0$ thatn $\frac {M+N}2 \ge \sqrt{MN}$$\sin A\cos A = \sqrt{\sin^2 A\cos^2 A} \le \frac {\sin^2 A + \cos^2 A}2 = \frac 12$.

Y es que.

===

De otra manera $\cos A = \sin (90 - A)$. Deje $A = 45 + b$

$\sin A = \sin (45+b) = \sin 45 \cos b + \cos 45 \sin b=\frac {\sqrt 2}2(\cos b + \sin b)$ $\cos A = \sin (45 - b) = \sin 45 \cos b - \cos 45 \sin b=\frac {\sqrt 2}2(\cos b - \sin b)$.

Y $\sin A*\cos A = (\frac {\sqrt 2}2)^2(\cos b + \sin b)(\cos b - \sin b) = \frac 12(\cos^2 b - \sin^2 b)= \frac 12(1-2\sin^2 b) < \frac 12$

Por lo $(1 +\frac 1{\sin A})(1 + \frac 1 {\cos A}) =$

$1 + \frac 1{\sin A} + \frac 1{\cos A} + \frac 1 {\sin A\cos B} > 1 + 1+1+2 =5$.

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