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1. Prove that \( 2 \sin 5 \alpha \cos 4 \alpha-\sin 9 \alpha=\sin \alpha \). 2. If \( \sin x=\frac{2}{5} \), find the value of \( \cos 2 x \) without using a calculator. 3. If \( \cos 2 x=0,28 \), find the value of \( \cos x \) without using a cal culator.

Ask by Bowman Welch. in South Africa
Mar 09,2025

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1. \(2\sin5\alpha\cos4\alpha - \sin9\alpha = \sin\alpha\). 2. \(\cos2x = \frac{17}{25}\). 3. \(\cos x = \pm\frac{4}{5}\).

Solución

1. We start with the identity \[ 2\sin A \cos B = \sin (A+B) + \sin (A-B). \] Let \( A=5\alpha \) and \( B=4\alpha \). Then \[ 2\sin5\alpha \cos4\alpha = \sin(5\alpha+4\alpha)+\sin(5\alpha-4\alpha) = \sin 9\alpha + \sin \alpha. \] Subtract \(\sin9\alpha\) from both sides to obtain \[ 2\sin5\alpha \cos4\alpha - \sin9\alpha = \sin \alpha. \] 2. Given \(\sin x=\frac{2}{5}\), we use the double-angle formula for cosine: \[ \cos2x = 1-2\sin^2x. \] First, compute \[ \sin^2x=\left(\frac{2}{5}\right)^2 = \frac{4}{25}. \] Then, substitute into the formula: \[ \cos2x=1-2\cdot\frac{4}{25}=1-\frac{8}{25}=\frac{25}{25}-\frac{8}{25}=\frac{17}{25}. \] 3. Given \(\cos2x=0.28\), write \(0.28\) as a fraction: \[ 0.28=\frac{28}{100}=\frac{7}{25}. \] Recall the cosine double angle formula: \[ \cos2x=2\cos^2x-1. \] Set up the equation: \[ 2\cos^2x-1=\frac{7}{25}. \] Solve for \(\cos^2x\): \[ 2\cos^2x=\frac{7}{25}+1=\frac{7}{25}+\frac{25}{25}=\frac{32}{25}\quad\Longrightarrow\quad \cos^2x=\frac{32}{25}\cdot\frac{1}{2}=\frac{16}{25}. \] Taking the square root gives: \[ \cos x=\pm\sqrt{\frac{16}{25}}=\pm\frac{4}{5}. \] Thus, the final answers are: 1. \(2\sin5\alpha\cos4\alpha-\sin9\alpha=\sin\alpha\). 2. \(\cos2x=\frac{17}{25}\). 3. \(\cos x=\pm\frac{4}{5}\).

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To show that \( 2 \sin 5 \alpha \cos 4 \alpha - \sin 9 \alpha = \sin \alpha \), we can use the angle addition formulas. Start with the identity \( \sin(5\alpha + 4\alpha) = \sin 9\alpha \), which expands as \( \sin 5\alpha \cos 4\alpha + \cos 5\alpha \sin 4\alpha \). This helps us connect the terms. After some algebraic manipulation using the double angle and sum formulas, you will find the left side simplifies down to \( \sin \alpha \), thus proving the identity. Next, if \( \sin x = \frac{2}{5} \), we can derive \( \cos^2 x \) using the Pythagorean identity: \( \cos^2 x = 1 - \sin^2 x = 1 - \left(\frac{2}{5}\right)^2 = 1 - \frac{4}{25} = \frac{21}{25} \). To find \( \cos 2x \), use the double angle formula: \( \cos 2x = 2\cos^2 x - 1 = 2 \cdot \frac{21}{25} - 1 = \frac{42}{25} - \frac{25}{25} = \frac{17}{25} \). For \( \cos 2x = 0.28 \), we can express \( 0.28 \) as a fraction or decimal: \( \cos 2x = \frac{7}{25} \). From the double angle formula, \( \cos 2x = 2\cos^2 x - 1 \). Setting this equal gives \( 2\cos^2 x - 1 = \frac{7}{25} \). Solving for \( \cos^2 x \), we rearrange to get \( 2\cos^2 x = \frac{32}{25} \) and thus \( \cos^2 x = \frac{16}{25} \). Finally, take the square root to find \( \cos x = \pm\frac{4}{5} \).

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