Iii
MATU • Trigonometria
MATU_TRI_083
Guía de Ejercicios
Enunciado
Paso 1:
Reducir: $L = \cos^2 \phi + \cos^2(\lambda + \phi) - 2\cos \lambda \cos \phi \cos(\lambda + \phi)$
Reducir: $L = \cos^2 \phi + \cos^2(\lambda + \phi) - 2\cos \lambda \cos \phi \cos(\lambda + \phi)$
Solución Paso a Paso
1. Factorización común:
Observamos que el segundo y tercer término comparten el factor $\cos(\lambda + \phi)$:
$$ L = \cos^2 \phi + \cos(\lambda + \phi) [ \cos(\lambda + \phi) - 2\cos \lambda \cos \phi ] $$
2. Desarrollo del corchete:
Expandimos la identidad del coseno de la suma:
$$ \cos(\lambda + \phi) = \cos \lambda \cos \phi - \operatorname{sen} \lambda \operatorname{sen} \phi $$
Sustituyendo dentro del corchete:
$$ [ (\cos \lambda \cos \phi - \operatorname{sen} \lambda \operatorname{sen} \phi) - 2\cos \lambda \cos \phi ] = -\cos \lambda \cos \phi - \operatorname{sen} \lambda \operatorname{sen} \phi $$
Factorizando el signo:
$$ -(\cos \lambda \cos \phi + \operatorname{sen} \lambda \operatorname{sen} \phi) = -\cos(\lambda - \phi) $$
3. Simplificación con diferencia de cuadrados trigonométrica:
La expresión queda como:
$$ L = \cos^2 \phi - \cos(\lambda + \phi)\cos(\lambda - \phi) $$
Usamos la identidad: $\cos(A+B)\cos(A-B) = \cos^2 A - \operatorname{sen}^2 B$:
$$ L = \cos^2 \phi - (\cos^2 \lambda - \operatorname{sen}^2 \phi) $$
$$ L = \cos^2 \phi + \operatorname{sen}^2 \phi - \cos^2 \lambda $$
Sabiendo que $\cos^2 \phi + \operatorname{sen}^2 \phi = 1$:
$$ L = 1 - \cos^2 \lambda $$
Resultado final:
$$ \boxed{L = \operatorname{sen}^2 \lambda} $$
Observamos que el segundo y tercer término comparten el factor $\cos(\lambda + \phi)$:
$$ L = \cos^2 \phi + \cos(\lambda + \phi) [ \cos(\lambda + \phi) - 2\cos \lambda \cos \phi ] $$
2. Desarrollo del corchete:
Expandimos la identidad del coseno de la suma:
$$ \cos(\lambda + \phi) = \cos \lambda \cos \phi - \operatorname{sen} \lambda \operatorname{sen} \phi $$
Sustituyendo dentro del corchete:
$$ [ (\cos \lambda \cos \phi - \operatorname{sen} \lambda \operatorname{sen} \phi) - 2\cos \lambda \cos \phi ] = -\cos \lambda \cos \phi - \operatorname{sen} \lambda \operatorname{sen} \phi $$
Factorizando el signo:
$$ -(\cos \lambda \cos \phi + \operatorname{sen} \lambda \operatorname{sen} \phi) = -\cos(\lambda - \phi) $$
3. Simplificación con diferencia de cuadrados trigonométrica:
La expresión queda como:
$$ L = \cos^2 \phi - \cos(\lambda + \phi)\cos(\lambda - \phi) $$
Usamos la identidad: $\cos(A+B)\cos(A-B) = \cos^2 A - \operatorname{sen}^2 B$:
$$ L = \cos^2 \phi - (\cos^2 \lambda - \operatorname{sen}^2 \phi) $$
$$ L = \cos^2 \phi + \operatorname{sen}^2 \phi - \cos^2 \lambda $$
Sabiendo que $\cos^2 \phi + \operatorname{sen}^2 \phi = 1$:
$$ L = 1 - \cos^2 \lambda $$
Resultado final:
$$ \boxed{L = \operatorname{sen}^2 \lambda} $$