Ii
MATU • Trigonometria
MATU_TRI_097
Compendio de Trigonometría
Enunciado
Hallar: $A+B+n$, si:
$$ 1-\frac{\sen\phi\left(\cos 3\phi+\cos\phi\right)}{\cos\phi\left(\sen 3\phi+\sen\phi\right)} = A\sec^{\,n}(B\phi). $$
$$ 1-\frac{\sen\phi\left(\cos 3\phi+\cos\phi\right)}{\cos\phi\left(\sen 3\phi+\sen\phi\right)} = A\sec^{\,n}(B\phi). $$
Solución Paso a Paso
Paso 1: Simplificar la fracción:
$$ \frac{\sen\phi(\cos 3\phi+\cos\phi)}{\cos\phi(\sen 3\phi+\sen\phi)} =\tan\phi\cdot \frac{\cos 3\phi+\cos\phi}{\sen 3\phi+\sen\phi}. $$
Usando suma a producto:
$$ \cos 3\phi+\cos\phi=2\cos 2\phi\cos\phi,\qquad \sen 3\phi+\sen\phi=2\sen 2\phi\cos\phi. $$
Entonces:
$$ \frac{\cos 3\phi+\cos\phi}{\sen 3\phi+\sen\phi} =\frac{2\cos 2\phi\cos\phi}{2\sen 2\phi\cos\phi}=\cot 2\phi. $$
Por tanto:
$$ \tan\phi\cdot \cot 2\phi =\frac{\sen\phi}{\cos\phi}\cdot\frac{\cos 2\phi}{\sen 2\phi} =\frac{\sen\phi}{\cos\phi}\cdot\frac{\cos 2\phi}{2\sen\phi\cos\phi} =\frac{\cos 2\phi}{2\cos^2\phi}. $$
Paso 2: Sustituir $\cos 2\phi=2\cos^2\phi-1$:
$$ \frac{\cos 2\phi}{2\cos^2\phi} =\frac{2\cos^2\phi-1}{2\cos^2\phi} =1-\frac{1}{2\cos^2\phi}=1-\frac{1}{2}\sec^2\phi. $$
Paso 3: Evaluar el lado izquierdo:
$$ 1-\left(1-\frac{1}{2}\sec^2\phi\right)=\frac{1}{2}\sec^2\phi. $$
Así:
$$ A\sec^{\,n}(B\phi)=\frac{1}{2}\sec^2\phi \Rightarrow A=\frac{1}{2},\; n=2,\; B=1. $$
Resultado final:
$$ A+B+n=\frac{1}{2}+1+2=\frac{7}{2}. $$
$$ \boxed{\frac{7}{2}} $$
$$ \frac{\sen\phi(\cos 3\phi+\cos\phi)}{\cos\phi(\sen 3\phi+\sen\phi)} =\tan\phi\cdot \frac{\cos 3\phi+\cos\phi}{\sen 3\phi+\sen\phi}. $$
Usando suma a producto:
$$ \cos 3\phi+\cos\phi=2\cos 2\phi\cos\phi,\qquad \sen 3\phi+\sen\phi=2\sen 2\phi\cos\phi. $$
Entonces:
$$ \frac{\cos 3\phi+\cos\phi}{\sen 3\phi+\sen\phi} =\frac{2\cos 2\phi\cos\phi}{2\sen 2\phi\cos\phi}=\cot 2\phi. $$
Por tanto:
$$ \tan\phi\cdot \cot 2\phi =\frac{\sen\phi}{\cos\phi}\cdot\frac{\cos 2\phi}{\sen 2\phi} =\frac{\sen\phi}{\cos\phi}\cdot\frac{\cos 2\phi}{2\sen\phi\cos\phi} =\frac{\cos 2\phi}{2\cos^2\phi}. $$
Paso 2: Sustituir $\cos 2\phi=2\cos^2\phi-1$:
$$ \frac{\cos 2\phi}{2\cos^2\phi} =\frac{2\cos^2\phi-1}{2\cos^2\phi} =1-\frac{1}{2\cos^2\phi}=1-\frac{1}{2}\sec^2\phi. $$
Paso 3: Evaluar el lado izquierdo:
$$ 1-\left(1-\frac{1}{2}\sec^2\phi\right)=\frac{1}{2}\sec^2\phi. $$
Así:
$$ A\sec^{\,n}(B\phi)=\frac{1}{2}\sec^2\phi \Rightarrow A=\frac{1}{2},\; n=2,\; B=1. $$
Resultado final:
$$ A+B+n=\frac{1}{2}+1+2=\frac{7}{2}. $$
$$ \boxed{\frac{7}{2}} $$