Difícil
Transformaciones trigonométricas
UNI · 2025

Ejercicio de Trigonometría — UNI

Considere la igualdad 10cos(2α)13cos(3α)+2sen(5α2)sen(α2)=0,10\cos(2\alpha) - 13\cos(3\alpha) + 2\,\text{sen}\left(\frac{5\alpha}{2}\right)\text{sen}\left(\frac{\alpha}{2}\right) = 0, donde α{(2k+1)π6;kZ}\alpha \notin \left\{(2k+1)\dfrac{\pi}{6}; k \in \mathbb{Z}\right\}.

Calcule 1128[sec(α)+sec(3α)]\dfrac{11}{28}[\sec(\alpha)+\sec(3\alpha)].

Ver solución paso a paso

(Pista: transforma el producto de senos en una diferencia de cosenos, simplifica la ecuación para obtener una relación entre cos(2α)\cos(2\alpha) y cos(3α)\cos(3\alpha), y luego trabaja la expresión pedida como una suma de fracciones con denominador común.)

1. (Transformamos el producto de senos a una diferencia de cosenos) Usando la identidad 2senAsenB=cos(AB)cos(A+B)2\,\text{sen}\,A\,\text{sen}\,B = \cos(A-B) - \cos(A+B) con A=5α2A=\frac{5\alpha}{2} y B=α2B=\frac{\alpha}{2}: 2sen(5α2)sen(α2)=cos(2α)cos(3α)2\,\text{sen}\left(\frac{5\alpha}{2}\right)\text{sen}\left(\frac{\alpha}{2}\right) = \cos(2\alpha) - \cos(3\alpha)

2. (Reemplazamos en la ecuación original) 10cos(2α)13cos(3α)+cos(2α)cos(3α)=010\cos(2\alpha) - 13\cos(3\alpha) + \cos(2\alpha) - \cos(3\alpha) = 0 11cos(2α)=14cos(3α)11\cos(2\alpha) = 14\cos(3\alpha)

3. (Reescribimos la expresión pedida con denominador común) 1128[1cosα+1cos3α]=1128[cos3α+cosαcosαcos3α]\frac{11}{28}\left[\frac{1}{\cos\alpha}+\frac{1}{\cos3\alpha}\right] = \frac{11}{28}\left[\frac{\cos3\alpha+\cos\alpha}{\cos\alpha\cdot\cos3\alpha}\right]

4. (Transformamos la suma de cosenos del numerador a producto) Usando cos3α+cosα=2cos(2α)cos(α)\cos3\alpha+\cos\alpha = 2\cos(2\alpha)\cos(\alpha): 1128[2cos2αcosαcosαcos3α]=1128[2cos2αcos3α]=11cos2α14cos3α\frac{11}{28}\left[\frac{2\cos2\alpha\cdot\cos\alpha}{\cos\alpha\cdot\cos3\alpha}\right] = \frac{11}{28}\left[\frac{2\cos2\alpha}{\cos3\alpha}\right] = \frac{11\cos2\alpha}{14\cos3\alpha}

5. (Usamos la relación obtenida en el paso 2) Como 11cos2α=14cos3α11\cos2\alpha = 14\cos3\alpha, la fracción 11cos2α14cos3α=1\dfrac{11\cos2\alpha}{14\cos3\alpha} = 1.

6. (Concluimos) El resultado es 1, que corresponde a la alternativa C.