Ii
MATU • Trigonometria
MATU_TRI_149
Guía de ejercicios
Enunciado
Simplificar la expresión:
$$ \frac{\sin \alpha + \sin 3\alpha + \sin 5\alpha + \sin 7\alpha}{\cos \alpha + \cos 3\alpha + \cos 5\alpha + \cos 7\alpha} $$
$$ \frac{\sin \alpha + \sin 3\alpha + \sin 5\alpha + \sin 7\alpha}{\cos \alpha + \cos 3\alpha + \cos 5\alpha + \cos 7\alpha} $$
Solución Paso a Paso
1. Agrupación estratégica:
Agrupamos los extremos y los medios:
Numerador: $(\sin 7\alpha + \sin \alpha) + (\sin 5\alpha + \sin 3\alpha)$
Denominador: $(\cos 7\alpha + \cos \alpha) + (\cos 5\alpha + \cos 3\alpha)$
2. Aplicar suma a producto:
Numerador:
Suma: $2 \sin 4\alpha (\cos 3\alpha + \cos \alpha)$
Denominador:
Suma: $2 \cos 4\alpha (\cos 3\alpha + \cos \alpha)$
3. Simplificar:
Dividiendo los resultados obtenidos:
$$ \frac{2 \sin 4\alpha (\cos 3\alpha + \cos \alpha)}{2 \cos 4\alpha (\cos 3\alpha + \cos \alpha)} = \frac{\sin 4\alpha}{\cos 4\alpha} = \tan 4\alpha $$
Resultado:
$$ \boxed{\tan 4\alpha} $$
Agrupamos los extremos y los medios:
Numerador: $(\sin 7\alpha + \sin \alpha) + (\sin 5\alpha + \sin 3\alpha)$
Denominador: $(\cos 7\alpha + \cos \alpha) + (\cos 5\alpha + \cos 3\alpha)$
2. Aplicar suma a producto:
Numerador:
- $\sin 7\alpha + \sin \alpha = 2 \sin 4\alpha \cos 3\alpha$
- $\sin 5\alpha + \sin 3\alpha = 2 \sin 4\alpha \cos \alpha$
Suma: $2 \sin 4\alpha (\cos 3\alpha + \cos \alpha)$
Denominador:
- $\cos 7\alpha + \cos \alpha = 2 \cos 4\alpha \cos 3\alpha$
- $\cos 5\alpha + \cos 3\alpha = 2 \cos 4\alpha \cos \alpha$
Suma: $2 \cos 4\alpha (\cos 3\alpha + \cos \alpha)$
3. Simplificar:
Dividiendo los resultados obtenidos:
$$ \frac{2 \sin 4\alpha (\cos 3\alpha + \cos \alpha)}{2 \cos 4\alpha (\cos 3\alpha + \cos \alpha)} = \frac{\sin 4\alpha}{\cos 4\alpha} = \tan 4\alpha $$
Resultado:
$$ \boxed{\tan 4\alpha} $$