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beweisen sin(2x)=(2cot(x))/(1+cot^2(x))

Lösung

beweisen

sin (2 x) = \frac{2 cot ( x )}{1 + cot ^{2} ( x )}

Wahr

Schritte zur Lösung

sin (2 x) = \frac{2 cot ( x )}{1 + cot ^{2} ( x )}

Manipuliere die rechte Seite

\frac{2 cot ( x )}{1 + cot ^{2} ( x )}

Drücke mit sin, cos aus

\frac{2 cot ( x )}{1 + cot ^{2} ( x )}

Verwende die grundlegende trigonometrische Identität:

cot (x) = \frac{cos ( x )}{sin ( x )}

= \frac{2 \cdot \frac{c o s ( x )}{s i n ( x )}}{1 + ( \frac{c o s ( x )}{s i n ( x )} ) ^{2}}

Vereinfache

\frac{2 \cdot \frac{c o s ( x )}{s i n ( x )}}{1 + ( \frac{c o s ( x )}{s i n ( x )} ) ^{2}} : \frac{2 cos ( x ) sin ( x )}{sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x )}

\frac{2 \cdot \frac{c o s ( x )}{s i n ( x )}}{1 + ( \frac{c o s ( x )}{s i n ( x )} ) ^{2}}

Wende Exponentenregel an:

(\frac{a}{b})^{c} = \frac{a ^{c}}{b ^{c}}

= \frac{2 \cdot \frac{c o s ( x )}{s i n ( x )}}{1 + \frac{c o s ^{2} ( x )}{s i n ^{2} ( x )}}

Multipliziere

2 \cdot \frac{cos ( x )}{sin ( x )} : \frac{2 cos ( x )}{sin ( x )}

2 \cdot \frac{cos ( x )}{sin ( x )}

Multipliziere Brüche:

a \cdot \frac{b}{c} = \frac{a \cdot b}{c}

= \frac{cos ( x ) \cdot 2}{sin ( x )}

= \frac{\frac{2 c o s ( x )}{s i n ( x )}}{1 + \frac{c o s ^{2} ( x )}{s i n ^{2} ( x )}}

Wende Bruchregel an:

\frac{\frac{b}{c}}{a} = \frac{b}{c \cdot a}

= \frac{cos ( x ) \cdot 2}{sin ( x ) ( 1 + \frac{c o s ^{2} ( x )}{s i n ^{2} ( x )} )}

Füge

1 + \frac{cos ^{2} ( x )}{sin ^{2} ( x )}

zusammen:

\frac{sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x )}{sin ^{2} ( x )}

1 + \frac{cos ^{2} ( x )}{sin ^{2} ( x )}

Wandle das Element in einen Bruch um:

1 = \frac{1 sin ^{2} ( x )}{sin ^{2} ( x )}

= \frac{1 \cdot sin ^{2} ( x )}{sin ^{2} ( x )} + \frac{cos ^{2} ( x )}{sin ^{2} ( x )}

Da die Nenner gleich sind, fasse die Brüche zusammen.:

\frac{a}{c} \pm \frac{b}{c} = \frac{a \pm b}{c}

= \frac{1 \cdot sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x )}{sin ^{2} ( x )}

Multipliziere:

1 \cdot sin^{2} (x) = sin^{2} (x)

= \frac{sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x )}{sin ^{2} ( x )}

= \frac{2 cos ( x )}{\frac{s i n ^{2} ( x ) + c o s ^{2} ( x )}{s i n ^{2} ( x )} sin ( x )}

Multipliziere

sin (x) \frac{sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x )}{sin ^{2} ( x )} : \frac{sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x )}{sin ( x )}

sin (x) \frac{sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x )}{sin ^{2} ( x )}

Multipliziere Brüche:

a \cdot \frac{b}{c} = \frac{a \cdot b}{c}

= \frac{( sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x ) ) sin ( x )}{sin ^{2} ( x )}

Streiche die gemeinsamen Faktoren:

sin (x)

= \frac{sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x )}{sin ( x )}

= \frac{2 cos ( x )}{\frac{s i n ^{2} ( x ) + c o s ^{2} ( x )}{s i n ( x )}}

Wende Bruchregel an:

\frac{a}{\frac{b}{c}} = \frac{a \cdot c}{b}

= \frac{cos ( x ) \cdot 2 sin ( x )}{sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x )}

= \frac{2 cos ( x ) sin ( x )}{sin ^{2} ( x ) + cos ^{2} ( x )}

= \frac{2 cos ( x ) sin ( x )}{cos ^{2} ( x ) + sin ^{2} ( x )}

Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten

\frac{2 cos ( x ) sin ( x )}{cos ^{2} ( x ) + sin ^{2} ( x )}

Verwende die Doppelwinkelidentität:

2 sin (x) cos (x) = sin (2 x)

= \frac{sin ( 2 x )}{cos ^{2} ( x ) + sin ^{2} ( x )}

Verwende die Pythagoreische Identität:

cos^{2} (x) + sin^{2} (x) = 1

= \frac{sin ( 2 x )}{1}

Wende Regel an

\frac{a}{1} = a

= sin (2 x)

= sin (2 x)

Wir haben gezeigt, dass beide Seiten die gleiche Form annehmen können

\Rightarrow Wahr

p ro v e sec (θ) = \frac{1}{cos ( θ )}

p ro v e csc (2 θ) = \frac{csc ( θ )}{2 cos ( θ )}

p ro v e sin (- x) + csc (x) = cot (x) cos (x)

p ro v e sin (x + y) = sin (x) cos (y) + cos (x) sin (y)

p ro v e sin (u) csc (u) - cos^{2} (u) = sin^{2} (u)