Hvordan forenkler du (sec ^ 4x-1) / (sec ^ 4x + sec ^ 2x)?

Hvordan forenkler du (sec ^ 4x-1) / (sec ^ 4x + sec ^ 2x)?
Anonim

Svar:

Anvend en pythagoransk identitet og et par factoring teknikker for at forenkle udtrykket til # Synd ^ 2x #.

Forklaring:

Husk den vigtige pythagoranske identitet # 1 + tan ^ 2x = sec ^ 2x #. Vi vil have brug for det for dette problem.

Lad os starte med tælleren:

# Sek ^ 4x-1 #

Bemærk at dette kan omskrives som:

# (Sec ^ 2x) ^ 2- (1) ^ 2 #

Dette passer til formen af en forskel på kvadrater, # A ^ 2-b ^ 2 = (a-b) (a + b) #, med # A = sec ^ 2x # og # B = 1 #. Det indgår i:

# (Sec ^ 2x-1) (sec ^ 2x + 1) #

Fra identiteten # 1 + tan ^ 2x = sec ^ 2x #, vi kan se at trække fra #1# fra begge sider giver os # Tan ^ 2x = sec ^ 2x-1 #. Vi kan derfor erstatte # Sec ^ 2x-1 # med # Tan ^ 2x #:

# (Sec ^ 2x-1) (sec ^ 2x + 1) #

# -> (tan ^ 2x) (sec ^ 2x + 1) #

Lad os tjekke nævneren:

# Sek ^ 4x + sek ^ 2x #

Vi kan fakturere en # Sek ^ 2x #:

# Sek ^ 4x + sek ^ 2x #

# -> sec ^ 2x (sec ^ 2x + 1) #

Der er ikke meget mere, vi kan gøre her, så lad os se på hvad vi har nu:

# ((Tan ^ 2x) (sec ^ 2x + 1)) / ((sec ^ 2x) (sec ^ 2x + 1)) #

Vi kan gøre noget annulleret:

# ((Tan ^ 2x) annullere ((sec ^ 2x + 1))) / ((sec ^ 2x) annullere ((sec ^ 2x + 1)) #

# -> tan ^ 2x / sek ^ 2x #

Nu omskriver vi dette kun ved hjælp af sines og cosines og forenkler:

# Tan ^ 2x / sek ^ 2x #

# -> (sin ^ 2x / cos ^ 2x) / (1 / cos ^ 2x) #

# -> synd ^ 2x / cos ^ 2x * cos ^ 2x #

# -> synd ^ 2x / annullere (cos ^ 2x) * annullere (cos ^ 2x) = sin ^ 2x #