Subjects trigonometría

Determinar M Cb099E

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1. Planteamos el problema: Dada la identidad $$\frac{1 - \cos(x)}{\sin(x) \cos(x)} + \sin(x) = \frac{1 - \cos(x)}{M} + M$$, debemos determinar el valor de $M$. 2. Para resolver, igualamos las dos expresiones: $$\frac{1 - \cos(x)}{\sin(x) \cos(x)} + \sin(x) = \frac{1 - \cos(x)}{M} + M$$ 3. Restamos $$\frac{1 - \cos(x)}{M}$$ y $$\sin(x)$$ de ambos lados para agrupar términos: $$\frac{1 - \cos(x)}{\sin(x) \cos(x)} - \frac{1 - \cos(x)}{M} = M - \sin(x)$$ 4. Factorizamos el lado izquierdo: $$\left(1 - \cos(x)\right) \left(\frac{1}{\sin(x) \cos(x)} - \frac{1}{M}\right) = M - \sin(x)$$ 5. Simplificamos la diferencia de fracciones dentro del paréntesis: $$\frac{1}{\sin(x) \cos(x)} - \frac{1}{M} = \frac{M - \sin(x) \cos(x)}{M \sin(x) \cos(x)}$$ 6. Entonces: $$\left(1 - \cos(x)\right) \frac{M - \sin(x) \cos(x)}{M \sin(x) \cos(x)} = M - \sin(x)$$ 7. Multiplicamos ambos lados por $$M \sin(x) \cos(x)$$: $$\left(1 - \cos(x)\right) \left(M - \sin(x) \cos(x)\right) = (M - \sin(x)) M \sin(x) \cos(x)$$ 8. Expandimos ambos lados: Izquierda: $$M (1 - \cos(x)) - \sin(x) \cos(x) (1 - \cos(x))$$ Derecha: $$M^2 \sin(x) \cos(x) - M \sin(x) \sin(x) \cos(x)$$ 9. Reorganizamos términos para igualar: $$M (1 - \cos(x)) - \sin(x) \cos(x) + \sin(x) \cos^2(x) = M^2 \sin(x) \cos(x) - M \sin^2(x) \cos(x)$$ 10. Observamos que para que la igualdad se cumpla para todo $x$, una solución sencilla es probar las opciones dadas para $M$. 11. Probamos $M = \tan(x) = \frac{\sin(x)}{\cos(x)}$: Sustituimos en el lado derecho: $$\frac{1 - \cos(x)}{\tan(x)} + \tan(x) = \frac{1 - \cos(x)}{\frac{\sin(x)}{\cos(x)}} + \frac{\sin(x)}{\cos(x)} = \frac{(1 - \cos(x)) \cos(x)}{\sin(x)} + \frac{\sin(x)}{\cos(x)}$$ Simplificamos el lado izquierdo original: $$\frac{1 - \cos(x)}{\sin(x) \cos(x)} + \sin(x)$$ Multiplicamos y simplificamos para ver si coinciden: $$\frac{1 - \cos(x)}{\sin(x) \cos(x)} + \sin(x) = \frac{(1 - \cos(x)) \cos(x)}{\sin(x)} + \frac{\sin(x)}{\cos(x)}$$ Ambos lados son iguales, por lo que $M = \tan(x)$ es la solución correcta. Respuesta final: $M = \tan(x)$.