Question

Difficulty: Very hardYarım Açı Formülleri
θ(5π8,3π4)\theta \in \left(\frac{5\pi}{8}, \frac{3\pi}{4}\right) olmak üzere,
cos4θsin4θsin(2θ)tan(2θ)=712\frac{\cos^4\theta - \sin^4\theta}{\sin(2\theta)} - \tan(2\theta) = -\frac{7}{12}
olduğuna göre, cosθ\cos\theta değeri kaçtır?
  1. A
    255-\frac{2\sqrt{5}}{5}
  2. B
    31010-\frac{3\sqrt{10}}{10}
  3. 55-\frac{\sqrt{5}}{5}Answer
  4. D
    1010-\frac{\sqrt{10}}{10}
  5. E
    55\frac{\sqrt{5}}{5}

Answer

Soru kökündeki ifadenin sadeleştirilmesiyle tanθ=2\tan\theta = -2 elde edilir. İkinci bölgede kosinüs negatif değer aldığından dik üçgen yardımıyla cosθ=55\cos\theta = -\frac{\sqrt{5}}{5} olarak bulunur.
Verilen aralıkta trigonometrik fonksiyonların işaretleri doğru belirlenip yarım açı formülleri ardışık olarak uygulandığında tanjant değeri tanθ=2\tan\theta = -2 olarak bulunur. İkinci bölgede kosinüs fonksiyonu negatif değer aldığından, dik üçgen bağıntısından cosθ=55\cos\theta = -\frac{\sqrt{5}}{5} değerine ulaşılır.

Step-by-Step Solution

1
İfadenin sol tarafındaki pay kısmını iki kare farkı özdeşliğini kullanarak sadeleştirin.
cos4θsin4θ=(cos2θsin2θ)(cos2θ+sin2θ)=cos(2θ)\cos^4\theta - \sin^4\theta = (\cos^2\theta - \sin^2\theta)(\cos^2\theta + \sin^2\theta) = \cos(2\theta)
Pay kısmını çarpanlarına ayırıp yarım açı formüllerini uygulayarak ifadeyi basitleştirmek için.
2
Bulunan sonucu denklemde yerine yazıp ifadeyi cot(2θ) ve tan(2θ) cinsinden düzenleyin.
cos(2θ)sin(2θ)tan(2θ)=cot(2θ)tan(2θ)\frac{\cos(2\theta)}{\sin(2\theta)} - \tan(2\theta) = \cot(2\theta) - \tan(2\theta)
Yarım açı formüllerini daha kolay uygulamak için terimleri trigonometrik oranlar cinsinden yazmak.
3
cot(2θ) - tan(2θ) ifadesini tek bir trigonometrik fonksiyon cinsinden yazın.
cot(2θ)tan(2θ)=cos(2θ)sin(2θ)sin(2θ)cos(2θ)=cos2(2θ)sin2(2θ)sin(2θ)cos(2θ)=cos(4θ)12sin(4θ)=2cot(4θ)\cot(2\theta) - \tan(2\theta) = \frac{\cos(2\theta)}{\sin(2\theta)} - \frac{\sin(2\theta)}{\cos(2\theta)} = \frac{\cos^2(2\theta) - \sin^2(2\theta)}{\sin(2\theta)\cos(2\theta)} = \frac{\cos(4\theta)}{\frac{1}{2}\sin(4\theta)} = 2\cot(4\theta)
Denklemi tek bir açı cinsinden çözebilmek amacıyla yarım açı formülünü tersine uygulamak.
4
Elde edilen 2cot(4θ) ifadesini verilen değere eşitleyip tan(4θ) değerini bulun.
2cot(4θ)=712    cot(4θ)=724    tan(4θ)=2472\cot(4\theta) = -\frac{7}{12} \implies \cot(4\theta) = -\frac{7}{24} \implies \tan(4\theta) = -\frac{24}{7}
Bir sonraki adımda tan(2θ) değerini bulabilmek için tan(4θ) değerini elde etmek.
5
tan(2θ) değerini bulmak için tan(4θ) yarım açı formülünü kullanın ve verilen aralığa göre işaretini belirleyin.
θ(5π8,3π4)    2θ(5π4,3π2)\theta \in \left(\frac{5\pi}{8}, \frac{3\pi}{4}\right) \implies 2\theta \in \left(\frac{5\pi}{4}, \frac{3\pi}{2}\right) (3. bölge). 3. bölgede tanjant pozitif olduğundan tan(2θ)>0\tan(2\theta) > 0 olmalıdır. tan(4θ)=2tan(2θ)1tan2(2θ)    247=2t1t2    12t27t12=0    (3t4)(4t+3)=0    tan(2θ)=43\tan(4\theta) = \frac{2\tan(2\theta)}{1 - \tan^2(2\theta)} \implies -\frac{24}{7} = \frac{2t}{1-t^2} \implies 12t^2 - 7t - 12 = 0 \implies (3t-4)(4t+3) = 0 \implies \tan(2\theta) = \frac{4}{3}
Açının bulunduğu bölgeyi analiz ederek doğru tan(2θ) değerini seçmek.
6
tan(2θ) değerinden yararlanarak tanθ değerini bulun ve θ açısının bölgesine göre işaretini belirleyin.
θ(5π8,3π4)\theta \in \left(\frac{5\pi}{8}, \frac{3\pi}{4}\right) (2. bölge). 2. bölgede tanjant negatif olduğundan tanθ<0\tan\theta < 0 olmalıdır. tan(2θ)=2tanθ1tan2θ    43=2u1u2    2u2+3u2=0    (2u1)(u+2)=0    tanθ=2\tan(2\theta) = \frac{2\tan\theta}{1 - \tan^2\theta} \implies \frac{4}{3} = \frac{2u}{1-u^2} \implies 2u^2 + 3u - 2 = 0 \implies (2u-1)(u+2) = 0 \implies \tan\theta = -2
θ açısının bölgesini dikkate alarak tanθ değerini doğru şekilde hesaplamak.
7
tanθ değerinden yola çıkarak dik üçgen yardımıyla cosθ değerini bulun.
tanθ=2\tan\theta = -2 ve θ\theta 2. bölgede olduğundan cosθ\cos\theta negatif değer alır. Kenarları 2 ve 1 olan dik üçgende hipotenüs 5\sqrt{5} birimdir. Buradan cosθ=15=55\cos\theta = -\frac{1}{\sqrt{5}} = -\frac{\sqrt{5}}{5} elde edilir.
Tanjant değerini kosinüs değerine dönüştürmek ve bölgeye göre doğru işareti atamak.

Key Concept

Yarım Açı Formülleri
Rate this question