Ii
MATU • Trigonometria
MATU_TRI_074
2do Ex. I-2009
Enunciado
Paso 1:
Demostrar la identidad trigonométrica: $\sec\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) \sec\left(\frac{\pi}{4} - \alpha\right) = 2 \sec 2\alpha$
Demostrar la identidad trigonométrica: $\sec\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) \sec\left(\frac{\pi}{4} - \alpha\right) = 2 \sec 2\alpha$
Solución Paso a Paso
1. Datos del problema:
2. Fórmulas/Propiedades:
3. Desarrollo paso a paso:
Convertimos las secantes a cosenos:
$$LI = \frac{1}{\cos\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) \cos\left(\frac{\pi}{4} - \alpha\right)}$$
Aplicamos la identidad del producto de cosenos de una suma por una diferencia:
$$LI = \frac{1}{\cos^2\left(\frac{\pi}{4}\right) - \operatorname{sen}^2 \alpha}$$
Sabemos que $\cos(\pi/4) = \frac{\sqrt{2}}{2}$, entonces $\cos^2(\pi/4) = \frac{2}{4} = \frac{1}{2}$:
$$LI = \frac{1}{\frac{1}{2} - \operatorname{sen}^2 \alpha} = \frac{1}{\frac{1 - 2\operatorname{sen}^2 \alpha}{2}}$$
$$LI = \frac{2}{1 - 2\operatorname{sen}^2 \alpha}$$
Usamos la identidad del ángulo doble $\cos 2\alpha = 1 - 2\operatorname{sen}^2 \alpha$:
$$LI = \frac{2}{\cos 2\alpha}$$
$$LI = 2 \sec 2\alpha$$
4. Resultado final:
Queda demostrada la identidad.
- Lado izquierdo (LI): $\sec\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) \sec\left(\frac{\pi}{4} - \alpha\right)$
2. Fórmulas/Propiedades:
- $\sec \theta = \frac{1}{\cos \theta}$
- $\cos(A+B)\cos(A-B) = \cos^2 A - \operatorname{sen}^2 B$
- $\cos 2\alpha = \cos^2 \alpha - \operatorname{sen}^2 \alpha$
3. Desarrollo paso a paso:
Convertimos las secantes a cosenos:
$$LI = \frac{1}{\cos\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) \cos\left(\frac{\pi}{4} - \alpha\right)}$$
Aplicamos la identidad del producto de cosenos de una suma por una diferencia:
$$LI = \frac{1}{\cos^2\left(\frac{\pi}{4}\right) - \operatorname{sen}^2 \alpha}$$
Sabemos que $\cos(\pi/4) = \frac{\sqrt{2}}{2}$, entonces $\cos^2(\pi/4) = \frac{2}{4} = \frac{1}{2}$:
$$LI = \frac{1}{\frac{1}{2} - \operatorname{sen}^2 \alpha} = \frac{1}{\frac{1 - 2\operatorname{sen}^2 \alpha}{2}}$$
$$LI = \frac{2}{1 - 2\operatorname{sen}^2 \alpha}$$
Usamos la identidad del ángulo doble $\cos 2\alpha = 1 - 2\operatorname{sen}^2 \alpha$:
$$LI = \frac{2}{\cos 2\alpha}$$
$$LI = 2 \sec 2\alpha$$
4. Resultado final:
Queda demostrada la identidad.