Pregunta
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\( ( \cos ^ { 2 } \frac { \alpha } { 2 } - \sin ^ { 2 } \frac { \alpha } { 2 } - 2 \sin \frac { \alpha } { 2 } \cos \frac { a } { 2 } ) ^ { 2 } + \sin 2 \alpha = 1 \)

Ask by Coleman Mccarthy. in Italy
Jan 25,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

Responder

L'equazione è vera per ogni valore di \( \alpha \).

Solución

Per risolvere l'equazione \[ ( \cos ^ { 2 } \frac { \alpha } { 2 } - \sin ^ { 2 } \frac { \alpha } { 2 } - 2 \sin \frac { \alpha } { 2 } \cos \frac { \alpha } { 2 } ) ^ { 2 } + \sin 2 \alpha = 1, \] iniziamo a semplificare i termini all'interno della parentesi. 1. **Identità Trigonometriche**: Utilizziamo le identità trigonometriche per semplificare l'espressione. Ricordiamo che: \[ \cos^2 x - \sin^2 x = \cos 2x \] e \[ \sin 2x = 2 \sin x \cos x. \] 2. **Semplificazione**: Sostituiamo \( x = \frac{\alpha}{2} \): \[ \cos^2 \frac{\alpha}{2} - \sin^2 \frac{\alpha}{2} = \cos \alpha, \] quindi l'espressione diventa: \[ ( \cos \alpha - 2 \sin \frac{\alpha}{2} \cos \frac{\alpha}{2} )^2 + \sin 2\alpha = 1. \] 3. **Semplificazione di \( 2 \sin \frac{\alpha}{2} \cos \frac{\alpha}{2} \)**: Possiamo scrivere: \[ 2 \sin \frac{\alpha}{2} \cos \frac{\alpha}{2} = \sin \alpha. \] Così, l'equazione diventa: \[ ( \cos \alpha - \sin \alpha )^2 + \sin 2\alpha = 1. \] 4. **Sostituzione di \( \sin 2\alpha \)**: Sappiamo che \( \sin 2\alpha = 2 \sin \alpha \cos \alpha \), quindi l'equazione diventa: \[ ( \cos \alpha - \sin \alpha )^2 + 2 \sin \alpha \cos \alpha = 1. \] 5. **Espansione**: Espandiamo il quadrato: \[ (\cos^2 \alpha - 2 \cos \alpha \sin \alpha + \sin^2 \alpha) + 2 \sin \alpha \cos \alpha = 1. \] Semplificando, otteniamo: \[ \cos^2 \alpha + \sin^2 \alpha - 2 \cos \alpha \sin \alpha + 2 \sin \alpha \cos \alpha = 1. \] Poiché \( \cos^2 \alpha + \sin^2 \alpha = 1 \), l'equazione diventa: \[ 1 = 1, \] che è sempre vera. 6. **Conclusione**: L'equazione è identicamente vera per ogni valore di \( \alpha \). Pertanto, non ci sono restrizioni su \( \alpha \) e la soluzione è: \[ \text{Per ogni } \alpha. \]

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

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This equation involves trigonometrical identities, which can often lead to some fascinating mathematical exploration! For starters, you might want to simplify the term \( \cos^2 \frac{\alpha}{2} - \sin^2 \frac{\alpha}{2} \). Recall that this can be expressed as \( \cos \alpha \) due to the double angle identity for cosine. You'll also find that working with the sine addition and double angle formulas can turn this into a manageable problem. Now, to see this in a real-world application, think about how these trigonometric identities pop up in physics—specifically in wave functions! When analyzing waves, whether sound or electromagnetic, the sine and cosine functions reveal the waveforms' properties, like amplitude and phase. Knowing how to manipulate these identities will make solving wave-related problems much easier, ensuring you can determine interference patterns and other fascinating phenomena!

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