Ii MATU • Trigonometria

MATU_TRI_074

2do Ex. I-2009

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Enunciado

Paso 1:
Demostrar la identidad trigonométrica: $\sec\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) \sec\left(\frac{\pi}{4} - \alpha\right) = 2 \sec 2\alpha$

Solución Paso a Paso

1. Datos del problema:
  • 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.

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