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(-3+4cos^2(θ))/(1-2sin(θ))=a+bsin(θ)

Solución

\frac{- 3 + 4 cos ^{2} ( θ )}{1 - 2 sin ( θ )} = a + b sin (θ)

Solución

θ = arcsin (\frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = π + arcsin (- \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = arcsin (\frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = π + arcsin (- \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn

Pasos de solución

\frac{- 3 + 4 cos ^{2} ( θ )}{1 - 2 sin ( θ )} = a + b sin (θ)

Restar

a + b sin (θ)

de ambos lados

\frac{- 3 + 4 cos ^{2} ( θ )}{1 - 2 sin ( θ )} - a - b sin (θ) = 0

Simplificar

\frac{- 3 + 4 cos ^{2} ( θ )}{1 - 2 sin ( θ )} - a - b sin (θ) : \frac{- 3 + 4 cos ^{2} ( θ ) - a ( 1 - 2 sin ( θ ) ) - b sin ( θ ) ( 1 - 2 sin ( θ ) )}{1 - 2 sin ( θ )}

\frac{- 3 + 4 cos ^{2} ( θ )}{1 - 2 sin ( θ )} - a - b sin (θ)

Convertir a fracción:

a = \frac{a ( 1 - 2 sin ( θ ) )}{1 - 2 sin ( θ )}, b sin (θ) = \frac{b sin ( θ ) ( 1 - 2 sin ( θ ) )}{1 - 2 sin ( θ )}

= \frac{- 3 + 4 cos ^{2} ( θ )}{1 - 2 sin ( θ )} - \frac{a ( 1 - 2 sin ( θ ) )}{1 - 2 sin ( θ )} - \frac{b sin ( θ ) ( 1 - 2 sin ( θ ) )}{1 - 2 sin ( θ )}

Ya que los denominadores son iguales, combinar las fracciones:

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

= \frac{- 3 + 4 cos ^{2} ( θ ) - a ( 1 - 2 sin ( θ ) ) - b sin ( θ ) ( 1 - 2 sin ( θ ) )}{1 - 2 sin ( θ )}

\frac{- 3 + 4 cos ^{2} ( θ ) - a ( 1 - 2 sin ( θ ) ) - b sin ( θ ) ( 1 - 2 sin ( θ ) )}{1 - 2 sin ( θ )} = 0

\frac{f ( x )}{g ( x )} = 0 \Rightarrow f (x) = 0

- 3 + 4 cos^{2} (θ) - a (1 - 2 sin (θ)) - b sin (θ) (1 - 2 sin (θ)) = 0

Re-escribir usando identidades trigonométricas

- 3 - (1 - 2 sin (θ)) a + 4 cos^{2} (θ) - (1 - 2 sin (θ)) sin (θ) b

Utilizar la identidad pitagórica:

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

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

= - 3 - (1 - 2 sin (θ)) a + 4 (1 - sin^{2} (θ)) - (1 - 2 sin (θ)) sin (θ) b

Simplificar

- 3 - (1 - 2 sin (θ)) a + 4 (1 - sin^{2} (θ)) - (1 - 2 sin (θ)) sin (θ) b : 2 b sin^{2} (θ) + 2 a sin (θ) - 4 sin^{2} (θ) - b sin (θ) + 1 - a

- 3 - (1 - 2 sin (θ)) a + 4 (1 - sin^{2} (θ)) - (1 - 2 sin (θ)) sin (θ) b

= - 3 - a (1 - 2 sin (θ)) + 4 (1 - sin^{2} (θ)) - b sin (θ) (1 - 2 sin (θ))

Expandir

- a (1 - 2 sin (θ)) : - a + 2 a sin (θ)

- a (1 - 2 sin (θ))

Poner los parentesis utilizando:

a (b - c) = ab - a c

a = - a, b = 1, c = 2 sin (θ)

= - a \cdot 1 - (- a) \cdot 2 sin (θ)

Aplicar las reglas de los signos

- (- a) = a

= - 1 \cdot a + 2 a sin (θ)

Multiplicar:

1 \cdot a = a

= - a + 2 a sin (θ)

= - 3 - a + 2 a sin (θ) + 4 (1 - sin^{2} (θ)) - (1 - 2 sin (θ)) sin (θ) b

Expandir

4 (1 - sin^{2} (θ)) : 4 - 4 sin^{2} (θ)

4 (1 - sin^{2} (θ))

Poner los parentesis utilizando:

a (b - c) = ab - a c

a = 4, b = 1, c = sin^{2} (θ)

= 4 \cdot 1 - 4 sin^{2} (θ)

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 1 = 4

= 4 - 4 sin^{2} (θ)

= - 3 - a + 2 a sin (θ) + 4 - 4 sin^{2} (θ) - (1 - 2 sin (θ)) sin (θ) b

Expandir

- sin (θ) b (1 - 2 sin (θ)) : - b sin (θ) + 2 b sin^{2} (θ)

- sin (θ) b (1 - 2 sin (θ))

Poner los parentesis utilizando:

a (b - c) = ab - a c

a = - sin (θ) b, b = 1, c = 2 sin (θ)

= - sin (θ) b \cdot 1 - (- sin (θ) b) \cdot 2 sin (θ)

Aplicar las reglas de los signos

- (- a) = a

= - 1 \cdot b sin (θ) + 2 b sin (θ) sin (θ)

Simplificar

- 1 \cdot b sin (θ) + 2 b sin (θ) sin (θ) : - b sin (θ) + 2 b sin^{2} (θ)

- 1 \cdot b sin (θ) + 2 b sin (θ) sin (θ)

1 \cdot b sin (θ) = b sin (θ)

1 \cdot b sin (θ)

Multiplicar:

1 \cdot b = b

= b sin (θ)

2 b sin (θ) sin (θ) = 2 b sin^{2} (θ)

2 b sin (θ) sin (θ)

Aplicar las leyes de los exponentes:

a^{b} \cdot a^{c} = a^{b + c}

sin (θ) sin (θ) = sin^{1 + 1} (θ)

= 2 b sin^{1 + 1} (θ)

Sumar:

1 + 1 = 2

= 2 b sin^{2} (θ)

= - b sin (θ) + 2 b sin^{2} (θ)

= - b sin (θ) + 2 b sin^{2} (θ)

= - 3 - a + 2 a sin (θ) + 4 - 4 sin^{2} (θ) - b sin (θ) + 2 b sin^{2} (θ)

Simplificar

- 3 - a + 2 a sin (θ) + 4 - 4 sin^{2} (θ) - b sin (θ) + 2 b sin^{2} (θ) : 2 b sin^{2} (θ) + 2 a sin (θ) - 4 sin^{2} (θ) - b sin (θ) + 1 - a

- 3 - a + 2 a sin (θ) + 4 - 4 sin^{2} (θ) - b sin (θ) + 2 b sin^{2} (θ)

Agrupar términos semejantes

= 2 a sin (θ) - b sin (θ) + 2 b sin^{2} (θ) - 4 sin^{2} (θ) - a - 3 + 4

Sumar/restar lo siguiente:

- 3 + 4 = 1

= 2 b sin^{2} (θ) + 2 a sin (θ) - 4 sin^{2} (θ) - b sin (θ) + 1 - a

= 2 b sin^{2} (θ) + 2 a sin (θ) - 4 sin^{2} (θ) - b sin (θ) + 1 - a

= 2 b sin^{2} (θ) + 2 a sin (θ) - 4 sin^{2} (θ) - b sin (θ) + 1 - a

1 - a - 4 sin^{2} (θ) - sin (θ) b + 2 sin^{2} (θ) b + 2 sin (θ) a = 0

Usando el método de sustitución

1 - a - 4 sin^{2} (θ) - sin (θ) b + 2 sin^{2} (θ) b + 2 sin (θ) a = 0

Sea:

sin (θ) = u

1 - a - 4 u^{2} - u b + 2 u^{2} b + 2 u a = 0

1 - a - 4 u^{2} - u b + 2 u^{2} b + 2 u a = 0 : u = \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}, u = \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}; b \neq = 2

1 - a - 4 u^{2} - u b + 2 u^{2} b + 2 u a = 0

Escribir en la forma binómica

a x^{2} + b x + c = 0

(- 4 + 2 b) u^{2} + (- b + 2 a) u + 1 - a = 0

Resolver con la fórmula general para ecuaciones de segundo grado:

(- 4 + 2 b) u^{2} + (- b + 2 a) u + 1 - a = 0

Formula general para ecuaciones de segundo grado:

Para

a = - 4 + 2 b, b = - b + 2 a, c = 1 - a

u_{1, 2} = \frac{- ( - b + 2 a ) \pm ( - b + 2 a ) ^{2} - 4 ( - 4 + 2 b ) ( 1 - a )}{2 ( - 4 + 2 b )}

u_{1, 2} = \frac{- ( - b + 2 a ) \pm ( - b + 2 a ) ^{2} - 4 ( - 4 + 2 b ) ( 1 - a )}{2 ( - 4 + 2 b )}

Simplificar

(- b + 2 a)^{2} - 4 (- 4 + 2 b) (1 - a) : 4 a^{2} + 4 ab - 16 a + b^{2} - 8 b + 16

(- b + 2 a)^{2} - 4 (- 4 + 2 b) (1 - a)

Expandir

(- b + 2 a)^{2} - 4 (- 4 + 2 b) (1 - a) : 4 a^{2} + 4 ab - 16 a + b^{2} - 8 b + 16

(- b + 2 a)^{2} - 4 (- 4 + 2 b) (1 - a)

(- b + 2 a)^{2} : b^{2} - 4 ab + 4 a^{2}

Aplicar la formula del binomio al cuadrado:

(a + b)^{2} = a^{2} + 2 ab + b^{2}

a = - b, b = 2 a

= (- b)^{2} + 2 (- b) \cdot 2 a + (2 a)^{2}

Simplificar

(- b)^{2} + 2 (- b) \cdot 2 a + (2 a)^{2} : b^{2} - 4 ab + 4 a^{2}

(- b)^{2} + 2 (- b) \cdot 2 a + (2 a)^{2}

Quitar los parentesis:

(- a) = - a

= (- b)^{2} - 2 b \cdot 2 a + (2 a)^{2}

(- b)^{2} = b^{2}

(- b)^{2}

Aplicar las leyes de los exponentes:

(- a)^{n} = a^{n},

n

es par

(- b)^{2} = b^{2}

= b^{2}

2 b \cdot 2 a = 4 ab

2 b \cdot 2 a

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 2 = 4

= 4 ab

(2 a)^{2} = 4 a^{2}

(2 a)^{2}

Aplicar las leyes de los exponentes:

(a \cdot b)^{n} = a^{n} b^{n}

= 2^{2} a^{2}

2^{2} = 4

= 4 a^{2}

= b^{2} - 4 ab + 4 a^{2}

= b^{2} - 4 ab + 4 a^{2}

= b^{2} - 4 ab + 4 a^{2} - 4 (- 4 + 2 b) (1 - a)

Expandir

- 4 (- 4 + 2 b) (1 - a) : 16 - 16 a - 8 b + 8 ab

Expandir

(- 4 + 2 b) (1 - a) : - 4 + 4 a + 2 b - 2 ab

(- 4 + 2 b) (1 - a)

Aplicar la propiedad distributiva:

(a + b) (c + d) = a c + a d + b c + b d

a = - 4, b = 2 b, c = 1, d = - a

= (- 4) \cdot 1 + (- 4) (- a) + 2 b \cdot 1 + 2 b (- a)

Aplicar las reglas de los signos

+ (- a) = - a, (- a) (- b) = ab

= - 4 \cdot 1 + 4 a + 2 \cdot 1 \cdot b - 2 ab

Simplificar

- 4 \cdot 1 + 4 a + 2 \cdot 1 \cdot b - 2 ab : - 4 + 4 a + 2 b - 2 ab

- 4 \cdot 1 + 4 a + 2 \cdot 1 \cdot b - 2 ab

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 1 = 4

= - 4 + 4 a + 2 \cdot 1 \cdot b - 2 ab

Multiplicar los numeros:

2 \cdot 1 = 2

= - 4 + 4 a + 2 b - 2 ab

= - 4 + 4 a + 2 b - 2 ab

= - 4 (- 4 + 4 a + 2 b - 2 ab)

Expandir

- 4 (- 4 + 4 a + 2 b - 2 ab) : 16 - 16 a - 8 b + 8 ab

- 4 (- 4 + 4 a + 2 b - 2 ab)

Aplicar la siguiente regla de productos notables

= (- 4) (- 4) + (- 4) \cdot 4 a + (- 4) \cdot 2 b + (- 4) (- 2 ab)

Aplicar las reglas de los signos

(- a) (- b) = ab, + (- a) = - a

= 4 \cdot 4 - 4 \cdot 4 a - 4 \cdot 2 b + 4 \cdot 2 ab

Simplificar

4 \cdot 4 - 4 \cdot 4 a - 4 \cdot 2 b + 4 \cdot 2 ab : 16 - 16 a - 8 b + 8 ab

4 \cdot 4 - 4 \cdot 4 a - 4 \cdot 2 b + 4 \cdot 2 ab

4 \cdot 4 = 16

4 \cdot 4

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 4 = 16

= 16

4 \cdot 4 a = 16 a

4 \cdot 4 a

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 4 = 16

= 16 a

4 \cdot 2 b = 8 b

4 \cdot 2 b

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 2 = 8

= 8 b

4 \cdot 2 ab = 8 ab

4 \cdot 2 ab

Multiplicar los numeros:

4 \cdot 2 = 8

= 8 ab

= 16 - 16 a - 8 b + 8 ab

= 16 - 16 a - 8 b + 8 ab

= 16 - 16 a - 8 b + 8 ab

= b^{2} - 4 ab + 4 a^{2} + 16 - 16 a - 8 b + 8 ab

Simplificar

b^{2} - 4 ab + 4 a^{2} + 16 - 16 a - 8 b + 8 ab : 4 a^{2} + 4 ab - 16 a + b^{2} - 8 b + 16

b^{2} - 4 ab + 4 a^{2} + 16 - 16 a - 8 b + 8 ab

Agrupar términos semejantes

= 4 a^{2} - 4 ab + 8 ab - 16 a + b^{2} - 8 b + 16

Sumar elementos similares:

- 4 ab + 8 ab = 4 ab

= 4 a^{2} + 4 ab - 16 a + b^{2} - 8 b + 16

= 4 a^{2} + 4 ab - 16 a + b^{2} - 8 b + 16

= 4 a^{2} + 4 ab - 16 a + b^{2} - 8 b + 16

u_{1, 2} = \frac{- ( - b + 2 a ) \pm 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}; b \neq = 2

Separar las soluciones

u_{1} = \frac{- ( - b + 2 a ) + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}, u_{2} = \frac{- ( - b + 2 a ) - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

u = \frac{- ( - b + 2 a ) + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )} : \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

\frac{- ( - b + 2 a ) + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

- (- b + 2 a) : b - 2 a

- (- b + 2 a)

Poner los parentesis

= - (- b) - (2 a)

Aplicar las reglas de los signos

- (- a) = a, - (a) = - a

= b - 2 a

= \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} + 16 - 8 b}{2 ( 2 b - 4 )}

= \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

u = \frac{- ( - b + 2 a ) - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )} : \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

\frac{- ( - b + 2 a ) - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

- (- b + 2 a) : b - 2 a

- (- b + 2 a)

Poner los parentesis

= - (- b) - (2 a)

Aplicar las reglas de los signos

- (- a) = a, - (a) = - a

= b - 2 a

= \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} + 16 - 8 b}{2 ( 2 b - 4 )}

= \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

Las soluciones a la ecuación de segundo grado son:

u = \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}, u = \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}; b \neq = 2

Sustituir en la ecuación

u = sin (θ)

sin (θ) = \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}, sin (θ) = \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}; b \neq = 2

sin (θ) = \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}, sin (θ) = \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}; b \neq = 2

sin (θ) = \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )} : θ = arcsin (\frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = π + arcsin (- \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn

sin (θ) = \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

Aplicar propiedades trigonométricas inversas

sin (θ) = \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

Soluciones generales para

sin (θ) = \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

sin (x) = a \Rightarrow x = arcsin (a) + 2 πn, x = π + arcsin (a) + 2 πn

θ = arcsin (\frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = π + arcsin (- \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn

θ = arcsin (\frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = π + arcsin (- \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn

sin (θ) = \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )} : θ = arcsin (\frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = π + arcsin (- \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn

sin (θ) = \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

Aplicar propiedades trigonométricas inversas

sin (θ) = \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

Soluciones generales para

sin (θ) = \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}

sin (x) = a \Rightarrow x = arcsin (a) + 2 πn, x = π + arcsin (a) + 2 πn

θ = arcsin (\frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = π + arcsin (- \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn

θ = arcsin (\frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = π + arcsin (- \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn

Combinar toda las soluciones

θ = arcsin (\frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = π + arcsin (- \frac{b - 2 a + 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = arcsin (\frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn, θ = π + arcsin (- \frac{b - 2 a - 4 a ^{2} + 4 ab - 16 a + b ^{2} - 8 b + 16}{2 ( - 4 + 2 b )}) + 2 πn

Gráfica

Ejemplos populares

2sin^2(x)-7sin(x)=-3,0<= x<= 2pi

sin^2(x)+cos^2(x)=cos(2x)

(218)sin^2(x)+(126)sin(x)-88=0

3sin(3x)=0

cos(θ)csc(θ)=sin(θ)sec(θ)