题目
Problem
(a) Show that sec4θ−tan4θ=1+2tan2θ.
(3)
(b) Hence or otherwise solve the equation sec42α−tan42α=2tan22αsec22α for 0∘<α<180∘.
(5)
题目中文翻译
(a) 证明 sec4θ−tan4θ=1+2tan2θ。
(3)
(b) 由此或使用其他方法,解方程 sec42α−tan42α=2tan22αsec22α,其中 0∘<α<180∘。
(5)
原卷通用作答要求
Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.
You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.
Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.
请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。
解答
(a)
解法一
思路
展开
先作平方差分解,再用正割与正切的基本恒等式。
答题过程
展开
Using sec2θ−tan2θ=1,
sec4θ−tan4θ===(sec2θ−tan2θ)(sec2θ+tan2θ)1[(1+tan2θ)+tan2θ]1+2tan2θ,
where the expressions are defined.
(b)
解法一
思路
展开
用(a)和 sec2=1+tan2 化成四次方程,再对平方变量求值。最后根据 2α 的完整范围列四个角。
答题过程
展开
By (a),
1+2tan22α=2tan22α(1+tan22α).
Cancelling the common quadratic term gives
2tan42α=1.
Thus
tan2α=±2−1/4.
Let β=tan−1(2−1/4)=40.0603…∘. Since 0∘<2α<360∘, the angles are
2α=β,180∘−β,180∘+β,360∘−β.
Therefore
α=20.0∘, 70.0∘, 110.0∘, 160.0∘.
None has cos2α=0, so all are defined in the original equation.