Вопрос задан 28.12.2024 в 22:17. Предмет Алгебра. Спрашивает Алексеева Анастасия.

Доказать тождества
1)cos3x=4cos^3x-3cosx
2)sin3x=3sinx-4sin^3x

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Лысенко Раиса.

Чтобы доказать тождества cos⁡(3x)=4cos⁡3(x)−3cos⁡(x)\cos(3x) = 4\cos^3(x) - 3\cos(x) и sin⁡(3x)=3sin⁡(x)−4sin⁡3(x)\sin(3x) = 3\sin(x) - 4\sin^3(x), можно воспользоваться формулами для косинуса и синуса тройного угла. Давайте разберем оба доказательства по порядку.

Доказательство первого тождества: cos⁡(3x)=4cos⁡3(x)−3cos⁡(x)\cos(3x) = 4\cos^3(x) - 3\cos(x)

  1. Используем формулу косинуса тройного угла:
    Для косинуса тройного угла у нас есть формула:

    cos⁡(3x)=4cos⁡3(x)−3cos⁡(x)\cos(3x) = 4\cos^3(x) - 3\cos(x)

    Фактически, эта формула уже является ответом, так как нам нужно доказать именно её. Однако мы можем вывести её, используя стандартные формулы для суммы углов.

  2. Записываем cos⁡(3x)\cos(3x) как cos⁡(2x+x)\cos(2x + x):
    Воспользуемся формулой для косинуса суммы:

    cos⁡(3x)=cos⁡(2x+x)=cos⁡(2x)cos⁡(x)−sin⁡(2x)sin⁡(x)\cos(3x) = \cos(2x + x) = \cos(2x)\cos(x) - \sin(2x)\sin(x)
  3. Выражаем cos⁡(2x)\cos(2x) и sin⁡(2x)\sin(2x) через cos⁡(x)\cos(x) и sin⁡(x)\sin(x):
    Напомним, что:

    cos⁡(2x)=2cos⁡2(x)−1\cos(2x) = 2\cos^2(x) - 1

    и

    sin⁡(2x)=2sin⁡(x)cos⁡(x)\sin(2x) = 2\sin(x)\cos(x)

    Подставим эти выражения в формулу для cos⁡(3x)\cos(3x):

    cos⁡(3x)=(2cos⁡2(x)−1)cos⁡(x)−(2sin⁡(x)cos⁡(x))sin⁡(x)\cos(3x) = (2\cos^2(x) - 1)\cos(x) - (2\sin(x)\cos(x))\sin(x)
  4. Упрощаем выражение:
    Раскроем скобки:

    cos⁡(3x)=2cos⁡3(x)−cos⁡(x)−2sin⁡2(x)cos⁡(x)\cos(3x) = 2\cos^3(x) - \cos(x) - 2\sin^2(x)\cos(x)

    Поскольку sin⁡2(x)=1−cos⁡2(x)\sin^2(x) = 1 - \cos^2(x), заменим sin⁡2(x)\sin^2(x):

    cos⁡(3x)=2cos⁡3(x)−cos⁡(x)−2(1−cos⁡2(x))cos⁡(x)\cos(3x) = 2\cos^3(x) - \cos(x) - 2(1 - \cos^2(x))\cos(x)

    Раскроем скобки:

    cos⁡(3x)=2cos⁡3(x)−cos⁡(x)−2cos⁡(x)+2cos⁡3(x)\cos(3x) = 2\cos^3(x) - \cos(x) - 2\cos(x) + 2\cos^3(x)

    Объединим подобные члены:

    cos⁡(3x)=4cos⁡3(x)−3cos⁡(x)\cos(3x) = 4\cos^3(x) - 3\cos(x)

    Таким образом, мы доказали первое тождество:

    cos⁡(3x)=4cos⁡3(x)−3cos⁡(x)\cos(3x) = 4\cos^3(x) - 3\cos(x)

Доказательство второго тождества: sin⁡(3x)=3sin⁡(x)−4sin⁡3(x)\sin(3x) = 3\sin(x) - 4\sin^3(x)

  1. Используем формулу синуса тройного угла:
    Для синуса тройного угла имеем формулу:

    sin⁡(3x)=3sin⁡(x)−4sin⁡3(x)\sin(3x) = 3\sin(x) - 4\sin^3(x)

    Чтобы получить это выражение, также разложим синус суммы.

  2. Записываем sin⁡(3x)\sin(3x) как sin⁡(2x+x)\sin(2x + x):
    Применим формулу для синуса суммы:

    sin⁡(3x)=sin⁡(2x+x)=sin⁡(2x)cos⁡(x)+cos⁡(2x)sin⁡(x)\sin(3x) = \sin(2x + x) = \sin(2x)\cos(x) + \cos(2x)\sin(x)
  3. Подставляем выражения для cos⁡(2x)\cos(2x) и sin⁡(2x)\sin(2x):
    Напомним, что:

    sin⁡(2x)=2sin⁡(x)cos⁡(x)\sin(2x) = 2\sin(x)\cos(x)

    и

    cos⁡(2x)=2cos⁡2(x)−1\cos(2x) = 2\cos^2(x) - 1

    Подставим эти значения в выражение для sin⁡(3x)\sin(3x):

    sin⁡(3x)=(2sin⁡(x)cos⁡(x))cos⁡(x)+(2cos⁡2(x)−1)sin⁡(x)\sin(3x) = (2\sin(x)\cos(x))\cos(x) + (2\cos^2(x) - 1)\sin(x)
  4. Упрощаем выражение:
    Раскроем скобки:

    sin⁡(3x)=2sin⁡(x)cos⁡2(x)+2cos⁡2(x)sin⁡(x)−sin⁡(x)\sin(3x) = 2\sin(x)\cos^2(x) + 2\cos^2(x)\sin(x) - \sin(x)

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Алгебра

Последние заданные вопросы в категории Алгебра

Алгебра 13.10.2026 07:12 14 Зубова Ксюха
Задать вопрос