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beweisen cos(3θ)=cos^3(θ)-3sin^2(θ)cos(θ)

Lösung

beweisen

cos (3 θ) = cos^{3} (θ) - 3 sin^{2} (θ) cos (θ)

Wahr

Schritte zur Lösung

cos (3 θ) = cos^{3} (θ) - 3 sin^{2} (θ) cos (θ)

Manipuliere die linke Seite

cos (3 θ)

Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten

cos (3 θ)

Schreibe um

= cos (2 θ + θ)

Benutze die Identität der Winkelsumme:

cos (s + t) = cos (s) cos (t) - sin (s) sin (t)

= cos (2 θ) cos (θ) - sin (2 θ) sin (θ)

Verwende die Doppelwinkelidentität:

sin (2 θ) = 2 sin (θ) cos (θ)

= cos (2 θ) cos (θ) - 2 sin (θ) cos (θ) sin (θ)

Vereinfache

cos (2 θ) cos (θ) - 2 sin (θ) cos (θ) sin (θ) : cos (θ) cos (2 θ) - 2 sin^{2} (θ) cos (θ)

cos (2 θ) cos (θ) - 2 sin (θ) cos (θ) sin (θ)

2 sin (θ) cos (θ) sin (θ) = 2 sin^{2} (θ) cos (θ)

2 sin (θ) cos (θ) sin (θ)

Wende Exponentenregel an:

a^{b} \cdot a^{c} = a^{b + c}

sin (θ) sin (θ) = sin^{1 + 1} (θ)

= 2 cos (θ) sin^{1 + 1} (θ)

Addiere die Zahlen:

1 + 1 = 2

= 2 cos (θ) sin^{2} (θ)

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

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

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

Verwende die Doppelwinkelidentität:

cos (2 θ) = cos^{2} (θ) - sin^{2} (θ)

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

Multipliziere aus

(cos^{2} (θ) - sin^{2} (θ)) cos (θ) - 2 sin^{2} (θ) cos (θ) : cos^{3} (θ) - 3 sin^{2} (θ) cos (θ)

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

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

Multipliziere aus

cos (θ) (cos^{2} (θ) - sin^{2} (θ)) : cos^{3} (θ) - sin^{2} (θ) cos (θ)

cos (θ) (cos^{2} (θ) - sin^{2} (θ))

Wende das Distributivgesetz an:

a (b - c) = ab - a c

a = cos (θ), b = cos^{2} (θ), c = sin^{2} (θ)

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

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

cos^{2} (θ) cos (θ) = cos^{3} (θ)

cos^{2} (θ) cos (θ)

Wende Exponentenregel an:

a^{b} \cdot a^{c} = a^{b + c}

cos^{2} (θ) cos (θ) = cos^{2 + 1} (θ)

= cos^{2 + 1} (θ)

Addiere die Zahlen:

2 + 1 = 3

= cos^{3} (θ)

= cos^{3} (θ) - sin^{2} (θ) cos (θ)

= cos^{3} (θ) - sin^{2} (θ) cos (θ) - 2 sin^{2} (θ) cos (θ)

Addiere gleiche Elemente:

- sin^{2} (θ) cos (θ) - 2 sin^{2} (θ) cos (θ) = - 3 sin^{2} (θ) cos (θ)

= cos^{3} (θ) - 3 sin^{2} (θ) cos (θ)

= cos^{3} (θ) - 3 sin^{2} (θ) cos (θ)

Wir haben gezeigt, dass beide Seiten die gleiche Form annehmen können

\Rightarrow Wahr

p ro v e cos^{2} (B) - sin^{2} (B) = 2 cos^{2} (B) - 1

p ro v e csc^{2} (x) cos^{2} (x) = \frac{1}{tan ^{2} ( x )}

p ro v e 1 + tan^{2} (t) = sec^{2} (t)

p ro v e cos (4 x) = 2 cos^{2} (2 x) - 1

p ro v e sin (x) sec (x) = \frac{1}{cos ( x ) csc ( x )}