Ii
MATU • Algebra
MATU_PROG_101
Práctica Preuniversitaria
Enunciado
Calcule el valor de: $\phi = \arctan 4 + \arctan 3$
\hfill Resp. $\phi = -\arctan \left( \frac{7}{11} \right) + \pi$
\hfill Resp. $\phi = -\arctan \left( \frac{7}{11} \right) + \pi$
Solución Paso a Paso
1. Análisis de la restricción:
Cuando sumamos $\arctan x + \arctan y$, si el producto $xy > 1$ y $x, y > 0$, la suma excede el rango estándar $(-\pi/2, \pi/2)$. En este caso, la fórmula se ajusta como:
$$ \arctan x + \arctan y = \arctan \left( \frac{x+y}{1-xy} \right) + \pi $$
2. Verificación de valores:
Aquí $x = 4$ y $y = 3$.
Como $x \cdot y = 12 > 1$, debemos aplicar el ajuste de $+\pi$.
3. Desarrollo numérico:
$$ \phi = \arctan \left( \frac{4 + 3}{1 - (4 \cdot 3)} \right) + \pi $$
$$ \phi = \arctan \left( \frac{7}{1 - 12} \right) + \pi $$
$$ \phi = \arctan \left( -\frac{7}{11} \right) + \pi $$
4. Propiedad de la función impar:
Como $\arctan(-z) = -\arctan(z)$:
$$ \boxed{\phi = -\arctan \left( \frac{7}{11} \right) + \pi} $$
Representación conceptual:
$$ \begin{array}{l} \text{Ángulo } A = \arctan 4 \approx 75.96^\circ \\ \text{Ángulo } B = \arctan 3 \approx 71.57^\circ \\ \text{Suma } \phi \approx 147.53^\circ \\ \hline \text{Resultado en el 2do cuadrante, consistente con } \pi - \arctan(7/11) \end{array} $$
Cuando sumamos $\arctan x + \arctan y$, si el producto $xy > 1$ y $x, y > 0$, la suma excede el rango estándar $(-\pi/2, \pi/2)$. En este caso, la fórmula se ajusta como:
$$ \arctan x + \arctan y = \arctan \left( \frac{x+y}{1-xy} \right) + \pi $$
2. Verificación de valores:
Aquí $x = 4$ y $y = 3$.
Como $x \cdot y = 12 > 1$, debemos aplicar el ajuste de $+\pi$.
3. Desarrollo numérico:
$$ \phi = \arctan \left( \frac{4 + 3}{1 - (4 \cdot 3)} \right) + \pi $$
$$ \phi = \arctan \left( \frac{7}{1 - 12} \right) + \pi $$
$$ \phi = \arctan \left( -\frac{7}{11} \right) + \pi $$
4. Propiedad de la función impar:
Como $\arctan(-z) = -\arctan(z)$:
$$ \boxed{\phi = -\arctan \left( \frac{7}{11} \right) + \pi} $$
Representación conceptual:
$$ \begin{array}{l} \text{Ángulo } A = \arctan 4 \approx 75.96^\circ \\ \text{Ángulo } B = \arctan 3 \approx 71.57^\circ \\ \text{Suma } \phi \approx 147.53^\circ \\ \hline \text{Resultado en el 2do cuadrante, consistente con } \pi - \arctan(7/11) \end{array} $$