4 votos

Por qué no es esta la raíz cuadrada $+$ o $-$?

Se me fue el encargado de probar la identidad de $\tan(\frac x 2) = \dfrac {\sin(x)}{1+\cos(x)}$

He utilizado el cociente de identidad para la tangente y la mitad del ángulo de identidades para el seno y coseno para obtener $ \pm \dfrac {\sqrt{\dfrac {1-\cos(x)}{2}}}{\sqrt{\dfrac {1-\cos(x)}{2}}}$

que he reducido a $\pm \sqrt{\dfrac {1-\cos(x)}{1+\cos(x)}}$

Yo multiplica la fracción (dentro de la raíz cuadrada) por $ \dfrac {1+ \cos(x)}{1+\cos(x)}$

Resultando en $\pm \sqrt{\dfrac {1-\cos^{2}(x)}{(1+\cos(x))^2}}$

El uso de la identidad Pitagórica, llego $\pm\sqrt{\dfrac {\sin^{2}(x)}{(1+\cos(x))^2}}$

Tomando la raíz cuadrada del numerador y el denominador se me redujo a $\pm \dfrac {\sin(x)}{1+\cos(x)}$

Yo pensé que me había hecho, pero cuando llegué a mi trabajo en el libro de respuestas, se mostraron $ \left|\dfrac {\sin(x)}{1+\cos(x)}\right|$

¿De dónde sacan el valor absoluto?

2voto

Farkhod Gaziev Puntos 6

Evitar la innecesaria cuadrar siempre que sea posible.

Si queremos utilizar la siguiente aproximación, no surge la confusión.

$$\tan\frac{x}{2}=\frac{\sin\frac{x}{2}}{\cos\frac{x}{2}}$$

Ahora se multiplican numerador y denominador por $2\cos\frac{x}{2}$

$$\frac{\sin\frac{x}{2}}{\cos\frac{x}{2}}=\frac{2\cos\frac{x}{2}\sin\frac{x}{2}}{2\cos^2\frac{x}{2}}.$$

Ahora $\sin2A=2\sin A\cos A$ $\cos2A=2\cos^2A-1$

Por eso, $\tan\frac{x}{2}=\frac{\sin x}{1+\cos x}$

Si el multiplicador es $2\sin\frac{x}{2}$, $\tan\frac{x}{2}$ se $\frac{1-\cos x}{\sin x}$, lo que es lo mismo que $\frac{\sin x}{1+\cos x}$


Si seguimos su enfoque también, observar que $1+\cos x$ no puede ser negativo como $-1≤\cos A≤1$ $\frac{\tan\frac{x}{2}}{\sin x}=\frac{\sin\frac{x}{2}}{\cos\frac{x}{2}2\cos\frac{x}{2}\sin\frac{x}{2}}=\frac{1}{2\cos^2\frac{x}{2}}$ también $>0$.

De modo que el signo de $\frac{\tan\frac{x}{2}}{\frac{\sin x}{1+\cos x}}$ es positivo.

De modo que el signo de $\tan\frac{x}{2}$ $\frac{\sin x}{1+\cos x}$ son los mismos.

2voto

tooshel Puntos 475

Usted está encargado de demostrar que $\tan(\frac x 2) = \dfrac {\sin(x)}{1+\cos(x)}$. Si suponemos que esta no es una tarea imposible (es decir, que la identidad es el correcto), ni $\tan(\frac x 2) =\pm\dfrac {\sin(x)}{1+\cos(x)}$ ni $\tan(\frac x 2) =\left|\dfrac {\sin(x)}{1+\cos(x)}\right|$ son satisfactorios lugares a acabar. La primera versión, que llegó a, no es exactamente incorrecto, sino más bien incompleta, porque no dice que el signo se aplica. La segunda versión de el libro de respuestas, es incorrecta cuando se $\tan(\frac x2)<0$.

En general, $a=\pm b$ le da la misma información como $|a|=|b|$. Sin embargo, en este caso se puede determinar qué signo se aplica. Su labor esencialmente muestra que $\left|\tan(\frac x 2)\right| =\left|\dfrac {\sin(x)}{1+\cos(x)}\right|$. Pero tenga en cuenta que$1+\cos(x)\geq 0$, por lo que no afecta a la señal, y $\sin(x)$ siempre tiene el mismo signo de $\tan(x/2)$. Para ver que el último punto es cierto, es suficiente para trabajar en el intervalo de $(-\pi,\pi)$ por periodicidad. Tanto en $\tan(x/2)$ $\sin(x)$ es positivo cuando se $x$$(0,\pi)$, y ambos son negativos al$x$$(-\pi,0)$.

Dicho esto, estoy de acuerdo con el laboratorio de bhattacharjee que evitar los métodos que requieren más tarde del trabajo fuera de signos es una buena idea.


Aquí es una cuestión de lado, que en la versión original de mi respuesta era todo lo que he publicado:

$\sqrt{x^2}=|x|$ es una identidad para los números reales $x$. La razón es que para un nonegative número real $a$, $\sqrt{a}$ se define para ser el único no negativo squareroot de $a$. Desde $|x|^2=x^2$, se deduce que el $|x|$ es no negativo número real cuyo cuadrado es $x^2$.

Por lo tanto,$\sqrt{\left(\dfrac{\sin x}{1-\cos x}\right)^2}=\left|\dfrac{\sin x}{1-\cos x}\right|$.

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