Soru

Zorluk: OrtaYarım Açı Formülleri
x(0,π8)x \in \left(0, \frac{\pi}{8}\right) olmak üzere,
sin2(π8+x)sin2(π8x)=24\sin^2\left(\frac{\pi}{8} + x\right) - \sin^2\left(\frac{\pi}{8} - x\right) = \frac{\sqrt{2}}{4}
olduğuna göre, cos(4x)\cos(4x) ifadesinin değeri kaçtır?
  1. A
    12-\frac{1}{2}
  2. B
    1-1
  3. 12\frac{1}{2}Cevap
  4. D
    34\frac{3}{4}
  5. E
    32\frac{\sqrt{3}}{2}

Cevap

İfade sadeleştirilip yarım açı formülleri uygulandığında aranan değer 1/2 olarak bulunur.
İki kare farkı özdeşliği yardımıyla verilen denklem düzenlendiğinde 22sin(2x)=24\frac{\sqrt{2}}{2}\sin(2x) = \frac{\sqrt{2}}{4} elde edilir ve buradan sin(2x)=12\sin(2x) = \frac{1}{2} bulunur. Kosinüsün yarım açı formülü olan cos(4x)=12sin2(2x)\cos(4x) = 1 - 2\sin^2(2x) uygulandığında aranan sonuç 1/2 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Sol taraftaki ifadeye iki kare farkı özdeşliğini ve sinüs toplam-fark formüllerini uygulayalım.
sin2(π8+x)sin2(π8x)=sin(2x)sin(π4)=22sin(2x)\sin^2\left(\frac{\pi}{8} + x\right) - \sin^2\left(\frac{\pi}{8} - x\right) = \sin(2x) \sin\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2}\sin(2x)
İki kare farkı açılımı ile terimlerin toplamı ve farkı çarpılarak ifade sadeleştirilir.
2
Sadeleşen ifadeyi eşitliğin sağ tarafına eşitleyerek sin(2x)\sin(2x) değerini çekelim.
22sin(2x)=24    sin(2x)=12\frac{\sqrt{2}}{2}\sin(2x) = \frac{\sqrt{2}}{4} \implies \sin(2x) = \frac{1}{2}
Kosinüs çift kat açı formülüne geçiş yapabilmek için sinüs değeri bulunur.
3
Kosinüs yarım açı formülünü kullanarak cos(4x)\cos(4x) ifadesini hesaplayalım.
cos(4x)=12sin2(2x)=12(12)2=12\cos(4x) = 1 - 2\sin^2(2x) = 1 - 2\left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{1}{2}
cos(2θ)=12sin2θ\cos(2\theta) = 1 - 2\sin^2\theta özdeşliği yardımıyla doğrudan sonuca ulaşılır.

Anahtar Kavram

Sinüs ve Kosinüs Yarım Açı Formülleri

Alternatif Yöntem

Terimlerin kareleri toplam-fark formülleri ile ayrı ayrı açılıp farkları alındıktan sonra da sadeleştirme yapılarak çözüme ulaşılabilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla