Soru

Zorluk: Çok zorToplam ve Fark Formülleri
x(0,π2)x \in \left(0, \frac{\pi}{2}\right) olmak üzere,
cos(x30)sin(x60)sin(x30)+cos(x60)=23\frac{\cos(x - 30^\circ) - \sin(x - 60^\circ)}{\sin(x - 30^\circ) + \cos(x - 60^\circ)} = 2 - \sqrt{3}

eşitliğini sağlayan xx açısının derece cinsinden ölçüsü kaçtır?

Cevap: 75 / 75° / 75 derece

Cevap

Eşitliği sağlayan x açısının derece cinsinden ölçüsü 75'tir.
Verilen karmaşık kesirli ifade, pay ve paydada bulunan terimlerin toplam ve fark formülleriyle açılıp sadeleştirilmesi sonucunda cotx\cot x ifadesine eşit olmaktadır. cotx=23\cot x = 2 - \sqrt{3} denklemini sağlayan x(0,90)x \in (0, 90^\circ) dar açısı ise x=75x = 75^\circ olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Pay kısmında bulunan cos(x30)\cos(x - 30^\circ) ve sin(x60)\sin(x - 60^\circ) ifadelerini fark formülleri kullanarak açalım.
cos(x30)=cosxcos30+sinxsin30\cos(x - 30^\circ) = \cos x \cos 30^\circ + \sin x \sin 30^\circ ve sin(x60)=sinxcos60cosxsin60\sin(x - 60^\circ) = \sin x \cos 60^\circ - \cos x \sin 60^\circ elde edilir.
Trigonometrik ifadeleri daha sade biçimde yazabilmek için toplam ve fark formüllerini uygulamak gerekir.
2
3030^\circ ve 6060^\circ açılarının bilinen trigonometrik değerlerini yerlerine yerleştirelim.
cos(x30)=32cosx+12sinx\cos(x - 30^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{2}\cos x + \frac{1}{2}\sin x ve sin(x60)=12sinx32cosx\sin(x - 60^\circ) = \frac{1}{2}\sin x - \frac{\sqrt{3}}{2}\cos x olur.
Sayısal değerleri yerleştirerek cebirsel sadeleştirme yapabilmek için.
3
Paydaki çıkarma işlemini gerçekleştirerek pay ifadesinin en sade halini bulalım.
Pay =(32cosx+12sinx)(12sinx32cosx)=3cosx= \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\cos x + \frac{1}{2}\sin x\right) - \left(\frac{1}{2}\sin x - \frac{\sqrt{3}}{2}\cos x\right) = \sqrt{3}\cos x bulunur.
Çıkarma işlemiyle benzer terimleri sadeleştirmek için.
4
Payda kısmında yer alan sin(x30)\sin(x - 30^\circ) ve cos(x60)\cos(x - 60^\circ) ifadelerini fark ve toplam formülleriyle açıp bilinen değerleri yerine yazalım.
sin(x30)=32sinx12cosx\sin(x - 30^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{2}\sin x - \frac{1}{2}\cos x ve cos(x60)=12cosx+32sinx\cos(x - 60^\circ) = \frac{1}{2}\cos x + \frac{\sqrt{3}}{2}\sin x olur.
Paydadaki ifadeleri sadeleştirmek üzere fark ve toplam formüllerini uygulamak için.
5
Paydadaki toplama işlemini gerçekleştirerek payda ifadesinin en sade halini bulalım.
Payda =(32sinx12cosx)+(12cosx+32sinx)=3sinx= \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\sin x - \frac{1}{2}\cos x\right) + \left(\frac{1}{2}\cos x + \frac{\sqrt{3}}{2}\sin x\right) = \sqrt{3}\sin x bulunur.
Toplama işlemiyle zıt işaretli terimleri sadeleştirmek için.
6
Elde ettiğimiz pay ve payda sadeleşmiş hallerini oranlayarak ana denklemi yazalım.
3cosx3sinx=cotx\frac{\sqrt{3}\cos x}{\sqrt{3}\sin x} = \cot x elde edilir. Buradan denklemin yeni hali cotx=23\cot x = 2 - \sqrt{3} olur.
Karmaşık kesirli ifadeyi tek bir trigonometrik fonksiyon cinsinden ifade etmek için.
7
cotx=23\cot x = 2 - \sqrt{3} denklemini sağlayan xx dar açısını bulalım.
cotx=23    tanx=123=2+3\cot x = 2 - \sqrt{3} \implies \tan x = \frac{1}{2 - \sqrt{3}} = 2 + \sqrt{3} olur. tan(45+30)=tan45+tan301tan45tan30=2+3\tan(45^\circ + 30^\circ) = \frac{\tan 45^\circ + \tan 30^\circ}{1 - \tan 45^\circ \tan 30^\circ} = 2 + \sqrt{3} olduğunu bildiğimizden x=75x = 75^\circ olarak bulunur.
Elde edilen basit trigonometrik denklemi çözerek açı değerine ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Toplam ve fark formülleri yardımıyla trigonometrik ifadelerin sadeleştirilmesi ve trigonometrik denklemlerin çözümü.
Bu soruyu puanla