Ejercicios de ampliación de la trigonometría

 Algunos ejercicios para comprender mejor lo explicado en entradas anteriores.

Ejercicio 1

Tenemos que demostrar la siguiente igualdad:

cos (a + b) cos (a - b) = cos² a - sen² b

Partimos del primer miembro para intentar llegar al segundo:

cos (a + b) · cos (a - b) = (cos a cos b - sen a sen b) · (cos a cos b + sen a sen b)


cos² a cos² b - sen² a sen² b = cos² a(1 - sen² b) - sen² b(1 - cos² a)

Sustituimos cos² b y sen² b por los valores obtenidos en la ecuación fundamental sen² ɑ + cos² ɑ = 1. 

Eliminado paréntesis y simplificando:

cos² a cos² b - sen² a sen² b = cos² a - sen² b

Ejercicio 2

Tenemos que demostrar la siguiente igualdad:

(cos a + sen a)² = sen 2a + 1

Hacemos transformaciones sucesivas del primer miembro tratando de llegar al segundo:

(cos a + sen a)² = cos² a + sen² a + 2 cos a sen a

Recuerda que el seno del ángulo doble es igual a sen 2ɑ = 2 cos ɑ sen ɑ, por lo que:

(cos a + sen a)² = cos² a + sen² a + sen 2a

Aplicando la ecuación fundamental sen² ɑ + cos² ɑ = 1:

(cos a + sen a)² = 1 + sen 2a

Ejercicio 3

Tenemos que demostrar la siguiente igualdad:

tg a + tg b = tg a tg b(cotg a + cotg b)

La igualdad se puede demostrar desarrollando el primer miembro para llegar al segundo (o viceversa). En el presente ejercicio partiremos del segundo miembro para intentar llegar al primero.

Teniendo en cuenta que la cotangente es la inversa de la tangente:

tg a tg b(cotg a + cotg b) = tg a tg b(1/tg a + 1/tg b)

Efectuando el quebrado del interior del paréntesis:

tg a tg b(cotg a + cotg b) = tg a tg b·((tg b + tg a)/(tg a tg b))

Quitando el paréntesis y simplificando, llegamos a la expresión de partida:

tg a + tg b = tg a tg b(cotg a + cotg b)

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