Pregunta
upstudy study bank question image url

Given \( x+\frac{1}{x}=3 \cos A \) and \( x^{2}+\frac{1}{x^{2}}=2 \) Determine the value of \( \cos 2 \mathrm{~A} \) without using a calculator 2

Ask by Bob Harrington. in South Africa
Mar 11,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

\( \cos 2A = -\frac{1}{9} \)

Solución

We start with the given equations: \[ x+\frac{1}{x}=3\cos A \quad \text{and} \quad x^2+\frac{1}{x^2}=2. \] **Step 1. Express \( x^2+\frac{1}{x^2} \) in terms of \(x+\frac{1}{x}\):** We know that \[ \left(x+\frac{1}{x}\right)^2 = x^2 + 2 + \frac{1}{x^2}. \] Thus, isolating \( x^2+\frac{1}{x^2} \) gives \[ x^2+\frac{1}{x^2} = \left(x+\frac{1}{x}\right)^2 - 2. \] **Step 2. Substitute the given expression for \( x+\frac{1}{x} \):** Since \( x+\frac{1}{x}=3\cos A \), substitute this into the previous equation: \[ x^2+\frac{1}{x^2} = (3\cos A)^2 - 2 = 9\cos^2 A - 2. \] **Step 3. Set equal to the given value of \( x^2+\frac{1}{x^2} \):** We are given that \[ x^2+\frac{1}{x^2} = 2. \] Thus, \[ 9\cos^2 A - 2 = 2. \] **Step 4. Solve for \( \cos^2 A \):** Add \(2\) to both sides: \[ 9\cos^2 A = 4. \] Then, \[ \cos^2 A = \frac{4}{9}. \] **Step 5. Use the double angle formula for cosine:** The double angle formula is given by \[ \cos 2A = 2\cos^2 A - 1. \] Substitute \(\cos^2 A =\frac{4}{9}\) into the formula: \[ \cos 2A = 2\left(\frac{4}{9}\right) - 1 = \frac{8}{9} - 1. \] **Step 6. Simplify to find \( \cos 2A \):** \[ \cos 2A = \frac{8}{9} - \frac{9}{9} = -\frac{1}{9}. \] The value of \( \cos 2A \) is therefore \[ -\frac{1}{9}. \]

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Beyond the Answer

To solve for \( \cos 2A \), we start with the equations given in the problem. Given that: \[ x + \frac{1}{x} = 3 \cos A \] we square both sides to get: \[ \left( x + \frac{1}{x} \right)^2 = (3 \cos A)^2 \] This expands to: \[ x^2 + 2 + \frac{1}{x^2} = 9 \cos^2 A \] Rearranging gives us: \[ x^2 + \frac{1}{x^2} = 9 \cos^2 A - 2 \] We also know from the problem statement that \( x^2 + \frac{1}{x^2} = 2 \). Setting this equal to our previous equation yields: \[ 2 = 9 \cos^2 A - 2 \] Adding 2 to both sides results in: \[ 4 = 9 \cos^2 A \] Solving for \( \cos^2 A \) gives: \[ \cos^2 A = \frac{4}{9} \] Next, using the double angle formula, we know: \[ \cos 2A = 2\cos^2 A - 1 \] Substituting our value of \( \cos^2 A \) into this formula: \[ \cos 2A = 2 \cdot \frac{4}{9} - 1 = \frac{8}{9} - 1 = \frac{8}{9} - \frac{9}{9} = -\frac{1}{9} \] Thus, the value of \( \cos 2A \) is: \[ \boxed{-\frac{1}{9}} \]

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