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verificar cos^4(x)-sin^4(x)=cos(2x)

Solución

verificar

cos^{4} (x) - sin^{4} (x) = cos (2 x)

Verdadero

Pasos de solución

cos^{4} (x) - sin^{4} (x) = cos (2 x)

Manipular el lado derecho

cos^{4} (x) - sin^{4} (x)

Factorizar

cos^{4} (x) - sin^{4} (x) : (cos^{2} (x) + sin^{2} (x)) (cos (x) + sin (x)) (cos (x) - sin (x))

cos^{4} (x) - sin^{4} (x)

Reescribir

cos^{4} (x) - sin^{4} (x)

como

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

cos^{4} (x) - sin^{4} (x)

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

sin^{4} (x) = (sin^{2} (x))^{2}

= cos^{4} (x) - (sin^{2} (x))^{2}

Aplicar las leyes de los exponentes:

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

cos^{4} (x) = (cos^{2} (x))^{2}

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

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

Aplicar la siguiente regla para binomios al cuadrado:

x^{2} - y^{2} = (x + y) (x - y)

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

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

Factorizar

cos^{2} (x) - sin^{2} (x) : (cos (x) + sin (x)) (cos (x) - sin (x))

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

Aplicar la siguiente regla para binomios al cuadrado:

x^{2} - y^{2} = (x + y) (x - y)

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

= (cos (x) + sin (x)) (cos (x) - sin (x))

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

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

Re-escribir usando identidades trigonométricas

(cos (x) + sin (x)) (cos (x) - sin (x)) (cos^{2} (x) + sin^{2} (x))

Utilizar la identidad pitagórica:

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

= (cos (x) + sin (x)) (cos (x) - sin (x)) \cdot 1

Simplificar

= (cos (x) + sin (x)) (cos (x) - sin (x))

Expandir

(cos (x) + sin (x)) (cos (x) - sin (x)) : cos^{2} (x) - sin^{2} (x)

(cos (x) + sin (x)) (cos (x) - sin (x))

Aplicar la siguiente regla para binomios al cuadrado:

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

a = cos (x), b = sin (x)

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

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

Utilizar la identidad trigonométrica del ángulo doble:

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

= cos (2 x)

= cos (2 x)

Se demostró que ambos lados pueden tomar la misma forma

\Rightarrow Verdadero