Question
upstudy study bank question image url

мданыз: \( \frac{\sin (2 \pi-\alpha)}{\operatorname{ctg}\left(\frac{\pi}{2}-\alpha\right)} \cdot \frac{\operatorname{tg}\left(\frac{\pi}{2}+\alpha\right)}{\cos \left(\frac{\pi}{2}+\alpha\right)}+\frac{\cos (2 \pi+\alpha)}{\sin \left(\frac{3 \pi}{2}+\alpha\right)} \)

Ask by Romero Norton. in Kazakhstan
Mar 12,2025

Upstudy AI Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

\[ -\frac{1}{\sin^2\alpha} \quad \text{или} \quad -\csc^2\alpha. \]

Solution

Рассмотрим выражение \[ \frac{\sin (2 \pi-\alpha)}{\operatorname{ctg}\left(\frac{\pi}{2}-\alpha\right)} \cdot \frac{\operatorname{tg}\left(\frac{\pi}{2}+\alpha\right)}{\cos \left(\frac{\pi}{2}+\alpha\right)}+\frac{\cos (2 \pi+\alpha)}{\sin \left(\frac{3 \pi}{2}+\alpha\right)}. \] **1. Преобразуем первую дробь** Найдем сначала \(\sin (2\pi-\alpha)\): \[ \sin (2\pi-\alpha)=\sin 2\pi \cos\alpha-\cos 2\pi \sin\alpha=0\cdot\cos\alpha-1\cdot\sin\alpha=-\sin\alpha. \] Далее, используем тождество для котангенса: \[ \operatorname{ctg}\left(\frac{\pi}{2}-\alpha\right)=\tan\alpha. \] Таким образом, первая дробь равна \[ \frac{\sin (2\pi-\alpha)}{\operatorname{ctg}\left(\frac{\pi}{2}-\alpha\right)}=\frac{-\sin\alpha}{\tan\alpha}=\frac{-\sin\alpha}{\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}}=-\cos\alpha. \] **2. Преобразуем вторую дробь в произведении** Найдем \(\operatorname{tg}\left(\frac{\pi}{2}+\alpha\right)\). Из известного соотношения \[ \tan\left(\frac{\pi}{2}+\alpha\right)=-\cot\alpha, \] получаем \[ \operatorname{tg}\left(\frac{\pi}{2}+\alpha\right)=-\cot\alpha. \] Теперь упростим знаменатель: \[ \cos\left(\frac{\pi}{2}+\alpha\right)=-\sin\alpha. \] Таким образом, вторая дробь принимает вид \[ \frac{\operatorname{tg}\left(\frac{\pi}{2}+\alpha\right)}{\cos\left(\frac{\pi}{2}+\alpha\right)}=\frac{-\cot\alpha}{-\sin\alpha}=\frac{\cot\alpha}{\sin\alpha}. \] Так как \[ \cot\alpha=\frac{\cos\alpha}{\sin\alpha}, \] то \[ \frac{\cot\alpha}{\sin\alpha}=\frac{\cos\alpha}{\sin^2\alpha}. \] Перемножая с первым множителем, получаем \[ -\cos\alpha\cdot\frac{\cos\alpha}{\sin^2\alpha}=-\frac{\cos^2\alpha}{\sin^2\alpha}. \] **3. Преобразуем третью дробь** Найдем числитель: \[ \cos(2\pi+\alpha)=\cos\alpha, \] так как функция \(\cos\) \(2\pi\)-периодична. Найдем знаменатель, используя сдвиг синуса: \[ \sin\left(\frac{3\pi}{2}+\alpha\right)=-\cos\alpha. \] Таким образом, \[ \frac{\cos(2\pi+\alpha)}{\sin\left(\frac{3\pi}{2}+\alpha\right)}=\frac{\cos\alpha}{-\cos\alpha}=-1. \] **4. Итоговое выражение** Объединяя полученные результаты, получаем \[ -\frac{\cos^2\alpha}{\sin^2\alpha}+(-1)=-\frac{\cos^2\alpha}{\sin^2\alpha}-1. \] Запишем сумму в виде одного дроби: \[ -\frac{\cos^2\alpha}{\sin^2\alpha}-1=-\frac{\cos^2\alpha+\sin^2\alpha}{\sin^2\alpha}. \] Используя тождество \(\cos^2\alpha+\sin^2\alpha=1\), получаем \[ -\frac{1}{\sin^2\alpha}. \] **Ответ:** \[ -\frac{1}{\sin^2\alpha}\quad \text{или} \quad -\csc^2\alpha. \]

Answered by UpStudy AI and reviewed by a Professional Tutor

error msg
Explain
Simplify this solution

Mind Expander

Прежде чем вычислить выражение, давайте вспомним, какие значения принимает тригонометрическая функция в данной ситуации. Например, \( \sin(2\pi - \alpha) = -\sin(\alpha) \) и \( \cos(2\pi + \alpha) = \cos(\alpha) \). Также можно заметить, что \( \ctg\left(\frac{\pi}{2} - \alpha\right) = \tan(\alpha) \) и \( \tan\left(\frac{\pi}{2} + \alpha\right) = -\cot(\alpha) \). Таким образом, замена этих выражений делает дальнейшие вычисления проще. В результате, подставив найденные значения, можно упростить выражение, анализируя каждую часть отдельно и собирая итог для общего результата. Обратите внимание на свойства знаков тригонометрических функций, что может помочь избежать ошибок при решении подобных задач.

Related Questions

Latest Trigonometry Questions

Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy