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Evaluate the following expressions. (a) \( \sin \left(\sin ^{-1}\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right)=\square \) (b) \( \tan \left(\tan ^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right)\right)=\square \)

Ask by Spencer Love. in the United States
Jan 24,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

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(a) \( -\dfrac{\sqrt{2}}{2} \) (b) \( -\dfrac{1}{2} \)

Solución

Let's evaluate each expression step by step. ### (a) \( \sin \left(\sin ^{-1}\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right) \) The function \( \sin^{-1}(x) \) (also known as arcsin) returns an angle whose sine is \( x \). Therefore, \( \sin(\sin^{-1}(x)) = x \), provided that \( x \) is within the domain of the arcsin function, which is \( [-1, 1] \). Given: \[ \sin \left(\sin ^{-1}\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right) = -\frac{\sqrt{2}}{2} \] So, the expression simplifies directly to: \[ -\frac{\sqrt{2}}{2} \] ### (b) \( \tan \left(\tan ^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right)\right) \) Similarly, the function \( \tan^{-1}(x) \) (also known as arctan) returns an angle whose tangent is \( x \). Therefore, \( \tan(\tan^{-1}(x)) = x \) for all real numbers \( x \). Given: \[ \tan \left(\tan ^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right)\right) = -\frac{1}{2} \] So, the expression simplifies directly to: \[ -\frac{1}{2} \] ### Final Answers: - **(a)** \( -\dfrac{\sqrt{2}}{2} \) - **(b)** \( -\dfrac{1}{2} \)

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Bonus Knowledge

To evaluate the expressions, we can use the properties of inverse trigonometric functions. (a) For the expression \( \sin \left(\sin ^{-1}\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right) \): - The function \( \sin^{-1} \) (also known as arcsin) takes a value and gives an angle whose sine is that value. The range of \( \sin^{-1} \) is \([- \frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]\). - Thus, \( \sin^{-1}\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right) \) corresponds to the angle \( -\frac{\pi}{4} \) radians, or \( -45^\circ \), because \(\sin(-45^\circ) = -\frac{\sqrt{2}}{2}\). - Then, taking the sine of \( -\frac{\pi}{4} \) gives: \[ \sin\left(-\frac{\pi}{4}\right) = -\frac{\sqrt{2}}{2}. \] So, \(\sin \left(\sin ^{-1}\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right) = -\frac{\sqrt{2}}{2}\). (b) For the expression \( \tan \left(\tan ^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right)\right) \): - The function \( \tan^{-1} \) (also known as arctan) gives an angle whose tangent is \( -\frac{1}{2} \). The range of \( \tan^{-1} \) is \((- \frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2})\). - Therefore, \( \tan^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right) \) results in an angle \( \theta \) such that \( \tan(\theta) = -\frac{1}{2} \). - And since \(\tan(\theta)\) is just the fractional value corresponding to that angle, we find that: \[ \tan\left(\tan^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right)\right) = -\frac{1}{2}. \] Thus, the evaluations are: (a) \( \sin \left(\sin ^{-1}\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right) = -\frac{\sqrt{2}}{2} \) (b) \( \tan \left(\tan ^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right)\right) = -\frac{1}{2} \)

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