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Simplify the following expression to a single trigonometric ratio: \[ \frac{\sin \left(360^{\circ}-x\right) \cdot \tan (-x)}{\cos \left(180^{\circ}+x\right) \cdot\left(\sin ^{2} A+\cos ^{2} A\right)} \]

Ask by Washington Clark. in South Africa
Feb 18,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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The expression simplifies to – tan² x.

Solución

We start with the expression   [sin(360° – x) · tan(–x)] / [cos(180° + x) · (sin² A + cos² A)]. Step 1. Recognize the Pythagorean identity:   sin²A + cos²A = 1. Thus, the expression reduces to   [sin(360° – x) · tan(–x)] / cos(180° + x). Step 2. Simplify each trigonometric function: • For sin(360° – x):   Recall that sin(360° – x) = – sin x.   (Verification: sin 330° = – sin 30°.) • For tan(–x):   Since the tangent function is odd, tan(–x) = – tan x. • For cos(180° + x):   Recall that cos(180° + x) = – cos x. Step 3. Substitute these results back into the expression:   [(– sin x) · (– tan x)] / (– cos x)   = [sin x · tan x] / (– cos x). Step 4. Express tan x in terms of sine and cosine:   tan x = sin x/cos x. So, the expression becomes   [sin x · (sin x/cos x)] / (– cos x)   = (sin² x/cos x) / (– cos x). Step 5. Simplify the expression further:   (sin² x/cos x) divided by cos x is sin² x/cos² x, with an overall negative sign:   = – (sin² x/cos² x)   = – tan² x. Final Answer: The given expression simplifies to – tan² x.

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Extra Insights

To simplify the expression \[ \frac{\sin \left(360^{\circ}-x\right) \cdot \tan (-x)}{\cos \left(180^{\circ}+x\right) \cdot\left(\sin ^{2} A+\cos ^{2} A\right)}, \] we can start by evaluating the trigonometric functions inside the expression. 1. **Evaluate \(\sin(360^{\circ} - x)\)**: \[ \sin(360^{\circ} - x) = -\sin(x) \] 2. **Evaluate \(\tan(-x)\)**: \[ \tan(-x) = -\tan(x) \] 3. **Evaluate \(\cos(180^{\circ} + x)\)**: \[ \cos(180^{\circ} + x) = -\cos(x) \] 4. **Evaluate \(\sin^{2} A + \cos^{2} A\)**: This is a fundamental identity that equals to 1: \[ \sin^{2} A + \cos^{2} A = 1 \] Now substitute these values back into the expression: \[ \frac{\sin(360^{\circ}-x) \cdot \tan(-x)}{\cos(180^{\circ}+x) \cdot\left(\sin^{2} A+\cos^{2} A\right)} = \frac{(-\sin(x)) \cdot (-\tan(x))}{-\cos(x) \cdot 1} \] This simplifies to: \[ \frac{\sin(x) \tan(x)}{\cos(x)} \] Now since \(\tan(x) = \frac{\sin(x)}{\cos(x)}\), we can substitute that into the expression: \[ \frac{\sin(x) \cdot \frac{\sin(x)}{\cos(x)}}{\cos(x)} = \frac{\sin^2(x)}{\cos^2(x)} \] This can be rewritten as: \[ \tan^2(x) \] Thus, the simplified form of the given expression is \[ \boxed{\tan^2(x)}. \]

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