Pregunta
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(3) \( \frac{\sin 4 \theta-\sin 2 \theta}{\cos 4 \theta+\cos 2 \theta}=\tan \theta \)

Ask by Peterson Mcfarlane. in South Africa
Mar 11,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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The equation \( \frac{\sin 4\theta - \sin 2\theta}{\cos 4\theta + \cos 2\theta} = \tan \theta \) is true for all \(\theta\) except when \(\theta = \frac{\pi}{2} + k\pi\) or \(\theta = \frac{\pi}{6} + \frac{k\pi}{3}\), where \(k\) is any integer.

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To solve the equation \[ \frac{\sin 4 \theta - \sin 2 \theta}{\cos 4 \theta + \cos 2 \theta} = \tan \theta, \] we start by using the sum-to-product identities for sine and cosine. The identity for sine is: \[ \sin A - \sin B = 2 \cos \left( \frac{A+B}{2} \right) \sin \left( \frac{A-B}{2} \right), \] Let \( A = 4\theta \) and \( B = 2\theta \): \[ \sin 4\theta - \sin 2\theta = 2 \cos \left( \frac{4\theta + 2\theta}{2} \right) \sin \left( \frac{4\theta - 2\theta}{2} \right) = 2 \cos 3\theta \sin \theta. \] Now, let's apply the sum-to-product identities for cosine. The identity for cosine is: \[ \cos A + \cos B = 2 \cos \left( \frac{A+B}{2} \right) \cos \left( \frac{A-B}{2} \right), \] Again, using \( A = 4\theta \) and \( B = 2\theta \): \[ \cos 4\theta + \cos 2\theta = 2 \cos \left( \frac{4\theta + 2\theta}{2} \right) \cos \left( \frac{4\theta - 2\theta}{2} \right) = 2 \cos 3\theta \cos \theta. \] Now we can substitute these expressions back into our original equation: \[ \frac{2 \cos 3\theta \sin \theta}{2 \cos 3\theta \cos \theta} = \tan \theta. \] Simplifying the left side, we notice: \[ \frac{\sin \theta}{\cos \theta} = \tan \theta. \] Thus, we have the simplified equation: \[ \tan \theta = \tan \theta. \] This indicates that the left-hand side equals the right-hand side, and hence, this equation is satisfied for all values of \( \theta \) where both sides are defined (while avoiding points where \( \cos \theta = 0 \) or \( \cos 3\theta = 0 \)). Thus, the solution is: \[ \text{All } \theta \text{ except where } \cos \theta = 0 \text{ or } \cos 3\theta = 0. \]

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