Pregunta
upstudy study bank question image url

b \( 2 \sec ^{2} 2 \theta=3 \tan 2 \theta+1 \)

Ask by Murphy Simpson. in South Africa
Feb 03,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

Responder

The solutions for θ are: \[ \theta = \frac{\pi}{8} + \frac{k\pi}{2} \quad \text{or} \quad \theta = \frac{1}{2} \arctan\left(\frac{1}{2}\right) + \frac{k\pi}{2} \quad \text{for any integer } k \]

Solución

To solve the equation: \[ 2 \sec^{2}(2\theta) = 3 \tan(2\theta) + 1 \] follow these steps: ### Step 1: Rewrite in Terms of \(\tan(2\theta)\) Use the trigonometric identity: \[ \sec^{2}(x) = 1 + \tan^{2}(x) \] Apply this to the equation: \[ 2 \sec^{2}(2\theta) = 3 \tan(2\theta) + 1 \\ 2 (1 + \tan^{2}(2\theta)) = 3 \tan(2\theta) + 1 \] ### Step 2: Simplify the Equation Expand and rearrange the equation: \[ 2 + 2 \tan^{2}(2\theta) = 3 \tan(2\theta) + 1 \\ 2 \tan^{2}(2\theta) - 3 \tan(2\theta) + 1 = 0 \] ### Step 3: Solve the Quadratic Equation Let \( x = \tan(2\theta) \). The equation becomes: \[ 2x^{2} - 3x + 1 = 0 \] Solve for \( x \) using the quadratic formula: \[ x = \frac{3 \pm \sqrt{(-3)^2 - 4 \cdot 2 \cdot 1}}{2 \cdot 2} = \frac{3 \pm \sqrt{9 - 8}}{4} = \frac{3 \pm 1}{4} \] Thus, the solutions for \( x \) are: \[ x = \frac{4}{4} = 1 \quad \text{and} \quad x = \frac{2}{4} = \frac{1}{2} \] So, \[ \tan(2\theta) = 1 \quad \text{or} \quad \tan(2\theta) = \frac{1}{2} \] ### Step 4: Find \( \theta \) for Each Case **Case 1:** \( \tan(2\theta) = 1 \) \[ 2\theta = \frac{\pi}{4} + k\pi \quad \Rightarrow \quad \theta = \frac{\pi}{8} + \frac{k\pi}{2}, \quad k \in \mathbb{Z} \] **Case 2:** \( \tan(2\theta) = \frac{1}{2} \) \[ 2\theta = \arctan\left(\frac{1}{2}\right) + k\pi \quad \Rightarrow \quad \theta = \frac{1}{2} \arctan\left(\frac{1}{2}\right) + \frac{k\pi}{2}, \quad k \in \mathbb{Z} \] ### Final Solution All real numbers θ that satisfy the equation are given by: \[ \boxed{ \theta = \frac{\pi}{8} + \frac{k\pi}{2} \quad \text{or} \quad \theta = \frac{1}{2} \arctan\left(\frac{1}{2}\right) + \frac{k\pi}{2} \quad \text{for any integer } k } \]

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Mind Expander

Did you know that the secant and tangent functions are closely related through trigonometric identities? Specifically, \(\sec^2 \theta = 1 + \tan^2 \theta\). This means that you can easily switch between these functions to simplify your equation. In this case, rewriting \(\sec^2 2\theta\) in terms of \(\tan 2\theta\) could make solving the given equation feel like piecing together a puzzle! When solving equations like \(2\sec^2 2\theta = 3\tan 2\theta + 1\), a common mistake is forgetting to apply the identities properly. Make sure you're organized: isolate \(\tan 2\theta\) first and substitute back to double-check that your values make sense within the constraints of the original equation. A little patience goes a long way, and soon you will have your solution shining bright like the sun!

preguntas relacionadas

Latest Trigonometry Questions

¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad