Вопрос задан 02.04.2025 в 09:38. Предмет Математика. Спрашивает Ухта-виктори Ооо.

Преобразовать в произведение и упростить выражение cos a+ cos 3a+cos 5a+cos 7a

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Сычёва Дарья.

Чтобы преобразовать выражение cos⁡a+cos⁡3a+cos⁡5a+cos⁡7a\cos a + \cos 3a + \cos 5a + \cos 7a в произведение и упростить его, будем использовать формулы для преобразования суммы косинусов в произведение.

Шаг 1: Разбиваем на две суммы

Прежде всего, разобьем выражение на две пары косинусов:

(cos⁡a+cos⁡7a)+(cos⁡3a+cos⁡5a)\left( \cos a + \cos 7a \right) + \left( \cos 3a + \cos 5a \right)

Шаг 2: Применяем формулы суммы косинусов

Используем стандартную формулу для суммы косинусов:

cos⁡x+cos⁡y=2cos⁡(x+y2)cos⁡(x−y2)\cos x + \cos y = 2 \cos \left( \frac{x + y}{2} \right) \cos \left( \frac{x - y}{2} \right)

Применим её к каждой из сумм.

Первая пара: cos⁡a+cos⁡7a\cos a + \cos 7a

Здесь x=ax = a, y=7ay = 7a, подставляем в формулу:

cos⁡a+cos⁡7a=2cos⁡(a+7a2)cos⁡(a−7a2)\cos a + \cos 7a = 2 \cos \left( \frac{a + 7a}{2} \right) \cos \left( \frac{a - 7a}{2} \right) =2cos⁡(4a)cos⁡(−3a)= 2 \cos \left( 4a \right) \cos \left( -3a \right)

Так как cos⁡(−3a)=cos⁡3a\cos (-3a) = \cos 3a, получаем:

cos⁡a+cos⁡7a=2cos⁡4acos⁡3a\cos a + \cos 7a = 2 \cos 4a \cos 3a

Вторая пара: cos⁡3a+cos⁡5a\cos 3a + \cos 5a

Здесь x=3ax = 3a, y=5ay = 5a, подставляем в формулу:

cos⁡3a+cos⁡5a=2cos⁡(3a+5a2)cos⁡(3a−5a2)\cos 3a + \cos 5a = 2 \cos \left( \frac{3a + 5a}{2} \right) \cos \left( \frac{3a - 5a}{2} \right) =2cos⁡(4a)cos⁡(−a)= 2 \cos \left( 4a \right) \cos \left( -a \right)

Так как cos⁡(−a)=cos⁡a\cos (-a) = \cos a, получаем:

cos⁡3a+cos⁡5a=2cos⁡4acos⁡a\cos 3a + \cos 5a = 2 \cos 4a \cos a

Шаг 3: Объединяем результаты

Теперь подставим полученные выражения обратно:

cos⁡a+cos⁡3a+cos⁡5a+cos⁡7a=2cos⁡4acos⁡3a+2cos⁡4acos⁡a\cos a + \cos 3a + \cos 5a + \cos 7a = 2 \cos 4a \cos 3a + 2 \cos 4a \cos a

Вынесем общий множитель 2cos⁡4a2 \cos 4a:

=2cos⁡4a(cos⁡3a+cos⁡a)= 2 \cos 4a \left( \cos 3a + \cos a \right)

Шаг 4: Применяем формулу для суммы косинусов

Теперь у нас снова есть сумма косинусов, которую можно преобразовать. Для выражения cos⁡3a+cos⁡a\cos 3a + \cos a используем формулу:

cos⁡x+cos⁡y=2cos⁡(x+y2)cos⁡(x−y2)\cos x + \cos y = 2 \cos \left( \frac{x + y}{2} \right) \cos \left( \frac{x - y}{2} \right)

Здесь x=3ax = 3a, y=ay = a, подставляем в формулу:

cos⁡3a+cos⁡a=2cos⁡(3a+a2)cos⁡(3a−a2)\cos 3a + \cos a = 2 \cos \left( \frac{3a + a}{2} \right) \cos \left( \frac{3a - a}{2} \right) =2cos⁡(2a)cos⁡(a)= 2 \cos (2a) \cos (a)

Шаг 5: Подставляем результат в исходное выражение

Теперь подставляем это обратно в наше выражение:

2cos⁡4a(2cos⁡2acos⁡a)=4cos⁡4acos⁡2acos⁡a2 \cos 4a \left( 2 \cos 2a \cos a \right) = 4 \cos 4a \cos 2a \cos a

Ответ:

Таким образом, преобразованное и упрощённое выражение для cos⁡a+cos⁡3a+cos⁡5a+cos⁡7a\cos a + \cos 3a + \cos 5a + \cos 7a выглядит так:

4cos⁡4acos⁡2acos⁡a4 \cos 4a \cos 2a \cos a

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос