Iii
MATU • Trigonometria
MATU_TRI_456
Guía de ejercicios
Enunciado
Probar que:
$$ \frac{1 + \sin \theta - \cos \theta}{1 + \sin \theta + \cos \theta} = \tan \frac{\theta}{2} $$
$$ \frac{1 + \sin \theta - \cos \theta}{1 + \sin \theta + \cos \theta} = \tan \frac{\theta}{2} $$
Solución Paso a Paso
1. Propiedades de ángulos medios:
Recordamos que:
2. Desarrollo paso a paso:
Reorganizamos el numerador y el denominador de la fracción original:
$$ \frac{(1 - \cos \theta) + \sin \theta}{(1 + \cos \theta) + \sin \theta} $$
Sustituimos las equivalencias de ángulo medio:
$$ \frac{2 \sin^2 \frac{\theta}{2} + 2 \sin \frac{\theta}{2} \cos \frac{\theta}{2}}{2 \cos^2 \frac{\theta}{2} + 2 \sin \frac{\theta}{2} \cos \frac{\theta}{2}} $$
Factorizamos el numerador y el denominador:
$$ \frac{2 \sin \frac{\theta}{2} \left( \sin \frac{\theta}{2} + \cos \frac{\theta}{2} \right)}{2 \cos \frac{\theta}{2} \left( \cos \frac{\theta}{2} + \sin \frac{\theta}{2} \right)} $$
Simplificamos el término común $( \sin \frac{\theta}{2} + \cos \frac{\theta}{2} )$ y el factor 2:
$$ \frac{\sin \frac{\theta}{2}}{\cos \frac{\theta}{2}} = \tan \frac{\theta}{2} $$
3. Conclusión:
$$ \boxed{\frac{1 + \sin \theta - \cos \theta}{1 + \sin \theta + \cos \theta} = \tan \frac{\theta}{2}} $$
Recordamos que:
- $1 - \cos \theta = 2 \sin^2 \frac{\theta}{2}$
- $1 + \cos \theta = 2 \cos^2 \frac{\theta}{2}$
- $\sin \theta = 2 \sin \frac{\theta}{2} \cos \frac{\theta}{2}$
2. Desarrollo paso a paso:
Reorganizamos el numerador y el denominador de la fracción original:
$$ \frac{(1 - \cos \theta) + \sin \theta}{(1 + \cos \theta) + \sin \theta} $$
Sustituimos las equivalencias de ángulo medio:
$$ \frac{2 \sin^2 \frac{\theta}{2} + 2 \sin \frac{\theta}{2} \cos \frac{\theta}{2}}{2 \cos^2 \frac{\theta}{2} + 2 \sin \frac{\theta}{2} \cos \frac{\theta}{2}} $$
Factorizamos el numerador y el denominador:
$$ \frac{2 \sin \frac{\theta}{2} \left( \sin \frac{\theta}{2} + \cos \frac{\theta}{2} \right)}{2 \cos \frac{\theta}{2} \left( \cos \frac{\theta}{2} + \sin \frac{\theta}{2} \right)} $$
Simplificamos el término común $( \sin \frac{\theta}{2} + \cos \frac{\theta}{2} )$ y el factor 2:
$$ \frac{\sin \frac{\theta}{2}}{\cos \frac{\theta}{2}} = \tan \frac{\theta}{2} $$
3. Conclusión:
$$ \boxed{\frac{1 + \sin \theta - \cos \theta}{1 + \sin \theta + \cos \theta} = \tan \frac{\theta}{2}} $$