Jak uprościsz (sec ^ 4x-1) / (sec ^ 4x + sec ^ 2x)?

Jak uprościsz (sec ^ 4x-1) / (sec ^ 4x + sec ^ 2x)?
Anonim

Odpowiedź:

Zastosuj Pitagorejską Tożsamość i kilka technik faktoringowych, aby uprościć wyrażenie # sin ^ 2x #.

Wyjaśnienie:

Przypomnij sobie ważną tożsamość Pitagorasa # 1 + tan ^ 2x = sec ^ 2x #. Będziemy potrzebować tego problemu.

Zacznijmy od licznika:

# sec ^ 4x-1 #

Pamiętaj, że można to przepisać jako:

# (sec ^ 2x) ^ 2- (1) ^ 2 #

Pasuje to do postaci różnicy kwadratów, # a ^ 2-b ^ 2 = (a-b) (a + b) #, z # a = sec ^ 2x # i # b = 1 #. Bierze pod uwagę:

# (sec ^ 2x-1) (sec ^ 2x + 1) #

Z tożsamości # 1 + tan ^ 2x = sec ^ 2x #, widzimy, że odejmowanie #1# z obu stron daje nam # tan ^ 2x = sec ^ 2x-1 #. Możemy zatem zastąpić # sec ^ 2x-1 # z # tan ^ 2x #:

# (sec ^ 2x-1) (sec ^ 2x + 1) #

# -> (tan ^ 2x) (sec ^ 2x + 1) #

Sprawdźmy mianownik:

# sec ^ 4x + sec ^ 2x #

Możemy wziąć pod uwagę a # sec ^ 2x #:

# sec ^ 4x + sec ^ 2x #

# -> sec ^ 2x (sec ^ 2x + 1) #

Nie możemy zrobić więcej, więc spójrzmy na to, co mamy teraz:

# ((tan ^ 2x) (sec ^ 2x + 1)) / ((sec ^ 2x) (sec ^ 2x + 1)) #

Możemy anulować:

# ((tan ^ 2x) anuluj ((sec ^ 2x + 1))) / ((sec ^ 2x) anuluj ((sec ^ 2x + 1)) #

# -> tan ^ 2x / s ^ 2x #

Teraz przepisujemy to używając tylko sinusów i cosinusów i upraszczamy:

# tan ^ 2x / s ^ 2x #

# -> (sin ^ 2x / cos ^ 2x) / (1 / cos ^ 2x) #

# -> sin ^ 2x / cos ^ 2x * cos ^ 2x #

# -> sin ^ 2x / cancel (cos ^ 2x) * anuluj (cos ^ 2x) = sin ^ 2x #