Clase 11 Soluciones RD Sharma – Capítulo 10 Fórmulas de seno y coseno y sus aplicaciones – Ejercicio 10.2 | conjunto 2

Pregunta 11. En cualquier ∆ABC, prueba lo siguiente: a cos A + b cos B + c cos C = 2b sen A sen C.

Solución:

De acuerdo con la regla del seno en ΔABC,

a/sen A = b/sen B = c/sen C = k (constante) 

LHS = a cos A + b cos B + c cos C

= k sen A cos A + k sen B cos B + k sen C cos C

= (k/2) [2 sen A cos A + 2 sen B cos B + 2 sen C cos C]

= (k/2) [sen 2A + sen 2B + sen 2C]

= (k/2) [sen 2A + sen 2B + sen 2C]

= (k/2) [sen(A+B) cos(A–B) + sen C cos C]

= (k/2) [sen(π–C) cos(A–B) + sen C cos(π–(A+B))]

= (k/2) [sen C cos(A–B) + sen C cos(A+B)]

= k sen C [2 sen A sen B]

= 2 (sen A) (k sen B) (sen C)

= 2b sen A sen C

= lado derecho

Por lo tanto, probado.

Pregunta 12. Demuestra que a 2 = (b+c) 2 – 4bc cos 2 A/2

Solución:

Según la regla del coseno,

=> porque A = (b 2 + c 2 – a 2 )/2bc

=> 2bc cos A = b 2 + c 2 – a 2

=> a 2 = b 2 + c 2 – 2bc porque A

=> a 2 = b 2 + c 2 – 2bc ( 2 cos 2 A/2 – 1)

=> a 2 = b 2 + c 2 – 4bc porque 2 A/2 + 2bc

=> a 2 = (b+c) 2 – 4bc cos 2 A/2

Por lo tanto, probado.

Pregunta 13. Demuestra que 4(bc cos 2 A/2 + ac cos 2 B/2 + ab cos 2 C/2) = (a + b + c) 2 

Solución:

Según la regla del coseno,

porque A = (b 2 + c 2 – a 2 )/2bc . . . . (1)

cos B = (a 2 + c 2 – b 2 )/2ac . . . . (2)

porque C = (a 2 + b 2 – c 2 )/2ab . . . . (3)

Tenemos, 

LHS = 4(bc cos 2 A/2 + ac cos 2 B/2 + ab cos 2 C/2)

= 2(2bc cos 2 A/2 + 2ac cos 2 B/2 + 2ab cos 2 C/2)

= 2[bc(1–cos A) + ac(1–cos B) + ab(1–cos C)]

= 2bc – 2bc cos A + 2ac – 2ac cos B + 2ab – 2ab cos C

Usando (1), (2) y (3), obtenemos,

LHS = 2bc – [b 2 + c 2 – a 2 ] + 2ac – [a 2 + c 2 – b 2 ] + 2ab – [a 2 + b 2 – c 2 ]

= 2bc – b 2 – c 2 + a 2 + 2ac – a 2 – c 2 + b 2 + 2ab – a 2 – b 2 + c 2

= a 2 + b 2 + c 2 + 2ab + 2bc + 2ca

= (a + b + c) 2 

= lado derecho

Por lo tanto, probado.

Pregunta 14. En a Δ ABC, prueba que sen 3 A cos(B–C) + sen 3 B cos(C–A)+ sen 3 C cos(A–B) = 3 senA senB sen C

Solución:

Tenemos, 

LHS = sen 3 A cos(B–C) + sen 3 B cos(C–A)+ sen 3 C cos(A–B)

= sen 2 A sen A cos(B–C) + sen 2 B sen B cos(C–A)+ sen 2 C sen C cos(A–B)

= sen 2 A sen(π–(B+C)) cos(B–C) + sen 2 B sen(π–(A+C)) cos(C–A)+ sen 2 C sen(π–(A +B)) cos(A–B)

= sen 2 A sen(B+C) cos(B–C) + sen 2 B sen(A+C) cos(C–A)+ sen 2 C sen(A+B) cos(A–B)

= sen2A [sen2B + sen2C] + sen2B [sen2A + sen2C]+ sen2C [sen2A + sen2B]

= sen 2 A [2 sen B cos B + 2 sen C cos C] + sen 2 B [2 sen A cos A + 2 sen C cos C] + sen 2 C [2 sen A cos A + 2 sen B cos B]

= 2sen 2 A senB cosB + 2sen 2 A senC cosC+ 2sen 2 B senA cosA + 2sen 2 B senC cosC+ 2sen 2 C senA cosA + 2sen 2 C senB cosB

De acuerdo con la regla del seno en ΔABC,

sen A/a = sen B/b = sen C/c = k (constante) 

Entonces, LHS se convierte en,

= 2a 2 k 2 (bk) (cosB) + 2a 2 k 2 (ck) (cosC) + 2b 2 k 2 (ak) (cosA) + 2b 2 k 2 (ck) (cosC) + 2c 2 k 2 ( ak) (cosA) + 2c 2 k 2 (bk) cosB

= abk 3 (a cosB + b cosA) + ack 3 (a cosC+ c cosA) + bck 3 (c cosB + b cosC)

= abck 3 + abck 3 + abck 3

= 3abck 3

= 3 (ak) (bk) (ck)

= 3 sen A sen B sen C

= lado derecho

Por lo tanto, probado.

Pregunta 15. En cualquier Δ ABC, (b+c)/12 = (c+a)/13 = (a+b)/15, demuestre que (cosA)/2 = (cosB)/7 = (cosC)/ 11

Solución:

Se nos da,

(b+c)/12 = (c+a)/13 = (a+b)/15 = k (digamos)

=> segundo + c = 12k. . . . (1)

=> c + a = 13k. . . . (2)

=> a + b = 15k. . . . (3)

Sumando (1), (2) y (3), obtenemos,

=> segundo + c + c + un + un + segundo = 12k + 13k + 15k

=> 2a + 2b + 2c = 40k

=> a + b + c = 20k. . . . (4)

De (1), (2), (3) y (4), obtenemos,

=> a = 8k, b = 7k y c = 5k

Según la fórmula del coseno,

cos A = (b 2 + c 2 – a 2 )/2bc

= (49k2 + 25k2 – 64k2 ) / 70k2

= 10/70

= 1/7

cos B = (a 2 + c 2 – b 2 )/2ac

= (64k2 + 25k2 – 49k2 ) / 80k2

= 40/80

= 1/2

porque C = (a 2 + b 2 – c2)/2ab

= (64k2 + 49k2 – 25k2 ) / 112k2

= 88/112

= 11/14

Por lo tanto, cosA : cosB : cosC = (1/7) : (1/2) : (11/14) = 2 : 7 : 11

=> (cosA)/2 = (cosB)/7 = (cosC)/11

Por lo tanto, probado.

Pregunta 16. En Δ ABC, si ∠B = 60 o , demuestra que (a + b + c) (a – b + c) = 3ca.

Solución:

Tenemos, ∠B = 60 o

Según la fórmula del coseno,

cosB = (a 2 + c 2 – b 2 )/2ac

=> cos 60 o = (a 2 + c 2 – b 2 )/2ac 

=> 1/2 = (a 2 + c 2 – b 2 )/2ac 

=> un 2 + do 2segundo 2 = ac . . . . (1)

Ahora LHS = (a + b + c) (a – b + c)

= a 2 – ab + ac + ab – b 2 + bc + ca – bc + c 2

= a 2 + c 2 – b 2 + 2ac

= ca + 2ca 

= 3ac 

= lado derecho

Por lo tanto, probado.

Pregunta 17. Si en un Δ ABC, cos 2 A + cos 2 B + cos 2 C = 1, prueba que el triángulo es rectángulo.

Solución:

Se nos da,

=> cos 2 A + cos 2 B + cos 2 C = 1

=> cos 2 A + cos 2 B = 1 – cos 2 C

=> cos 2 A + cos 2 B = sen 2 C

=> cos 2 A = sen 2 C − cos 2 B

=> −cos(B+C) cos(B−C) = cos 2 A

=> −cos(π−A) cos(B−C) = cos 2 A

=> cos 2 A − cos A cos (B−C) = 0

=> cosA (cosA − cos(B−C)) = 0

=> cosA [cos(π−(B+C)) − cos(B−C)] = 0

=> cosA [−cos(B+C) − cos(B−C)] = 0

=> cosA [−2 cosB cosC] = 0

=> cos A cos B cos C = 0

=> cosA = 0 o cosB = 0 o cosC = 0

=> A = 90 o o B = 90 o o C = 90 o

Por lo tanto, el triángulo es rectángulo.

Pregunta 18. En un Δ ABC, si cosC = sinA/2sinB, prueba que el triángulo es isósceles. 

Solución:

Aquí, se nos da

=> cosC = senA/2senB

=> 2 senB cosC = senA

=> 2 (kb) [(a 2 +b 2 −c 2 )/2ab] = ka

=> un 2 + segundo 2 − do 2 = un 2

=> segundo 2 = do 2

=> segundo = do

Por lo tanto, el triángulo es isósceles.

Pregunta 19. Dos barcos salen de un puerto al mismo tiempo. Uno va a 24 km/h en la dirección N38 o E y el otro viaja a 32 km/h en la dirección S52 o E. Encuentra la distancia entre los barcos al cabo de 3 horas.

Solución:

Sea A el punto de donde parten los barcos. AB es la distancia recorrida por uno y AC es la distancia recorrida por el segundo en 3 horas. 

Tenemos que encontrar BC, la distancia entre los barcos al cabo de 3 horas. Aquí,

AB = 3(24) = 72 km y AC = 3(32) = 96 km.

Usando la fórmula del coseno en ΔABC, obtenemos,

BC 2 = AB 2 + AC 2 + 2 (AB) (AC) cos90 0

BC 2 = 72 2 + 96 2

2 aC = 14400

BC = 120 km

Por lo tanto, la distancia entre los barcos al cabo de 3 horas es de 120 km.

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por gurjotloveparmar y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *