Pregunta
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(i) \( \frac{1}{\tan x}+\tan x=\frac{\tan x}{\sin x} \)

Ask by Martin Lee. in South Africa
Feb 26,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

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The equation has no solution.

Solución

Solve the equation \( \frac{1}{\tan x}+\tan x=\frac{\tan x}{\sin x} \). Solve the equation by following steps: - step0: Solve for \(x\): \(\frac{1}{\tan\left(x\right)}+\tan\left(x\right)=\frac{\tan\left(x\right)}{\sin\left(x\right)}\) - step1: Find the domain: \(\frac{1}{\tan\left(x\right)}+\tan\left(x\right)=\frac{\tan\left(x\right)}{\sin\left(x\right)},x\neq \frac{k\pi }{2},k \in \mathbb{Z}\) - step2: Rewrite the expression: \(\frac{1}{\frac{\sin\left(x\right)}{\cos\left(x\right)}}+\frac{\sin\left(x\right)}{\cos\left(x\right)}=\frac{\frac{\sin\left(x\right)}{\cos\left(x\right)}}{\sin\left(x\right)}\) - step3: Simplify the expression: \(\frac{\cos\left(x\right)}{\sin\left(x\right)}+\frac{\sin\left(x\right)}{\cos\left(x\right)}=\frac{\frac{\sin\left(x\right)}{\cos\left(x\right)}}{\sin\left(x\right)}\) - step4: Simplify the expression: \(\frac{\cos\left(x\right)}{\sin\left(x\right)}+\frac{\sin\left(x\right)}{\cos\left(x\right)}=\frac{\sin\left(x\right)}{\cos\left(x\right)\sin\left(x\right)}\) - step5: Reduce the fraction: \(\frac{\cos\left(x\right)}{\sin\left(x\right)}+\frac{\sin\left(x\right)}{\cos\left(x\right)}=\frac{1}{\cos\left(x\right)}\) - step6: Multiply both sides of the equation by LCD: \(\left(\frac{\cos\left(x\right)}{\sin\left(x\right)}+\frac{\sin\left(x\right)}{\cos\left(x\right)}\right)\cos\left(x\right)\sin\left(x\right)=\frac{1}{\cos\left(x\right)}\times \cos\left(x\right)\sin\left(x\right)\) - step7: Simplify the equation: \(\cos^{2}\left(x\right)+\sin^{2}\left(x\right)=\sin\left(x\right)\) - step8: Rewrite the expression: \(1=\sin\left(x\right)\) - step9: Swap the sides: \(\sin\left(x\right)=1\) - step10: Use the inverse trigonometric function: \(x=\arcsin\left(1\right)\) - step11: Calculate: \(x=\frac{\pi }{2}\) - step12: Add the period: \(x=\frac{\pi }{2}+2k\pi ,k \in \mathbb{Z}\) - step13: Check if the solution is in the defined range: \(x=\frac{\pi }{2}+2k\pi ,k \in \mathbb{Z},x\neq \frac{k\pi }{2},k \in \mathbb{Z}\) - step14: Find the intersection: \(x \in \varnothing \) The equation \( \frac{1}{\tan x}+\tan x=\frac{\tan x}{\sin x} \) has no solution.

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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Simplifique esta solución

Bonus Knowledge

To tackle the equation \( \frac{1}{\tan x}+\tan x=\frac{\tan x}{\sin x} \), we can first rewrite \(\tan x\) in terms of sine and cosine. Recall that \(\tan x = \frac{\sin x}{\cos x}\), so \(\frac{1}{\tan x} = \frac{\cos x}{\sin x}\). Substituting these into the original equation gives: \[ \frac{\cos x}{\sin x} + \frac{\sin x}{\cos x} = \frac{\frac{\sin x}{\cos x}}{\sin x} \] This simplifies to: \[ \frac{\cos^2 x + \sin^2 x}{\sin x \cos x} = \frac{1}{\cos x} \] Using the Pythagorean identity \(\cos^2 x + \sin^2 x = 1\), we can simplify the left-hand side further: \[ \frac{1}{\sin x \cos x} = \frac{1}{\cos x} \] Now, cross-multiplying gives: \[ \cos x = \sin x \] This simplifies to: \[ \tan x = 1 \] Thus, the solutions for \(x\) are: \[ x = \frac{\pi}{4} + n\pi, \quad n \in \mathbb{Z} \] These are the angles where the tangent function equals 1!

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