Goniometrie, bewijs: sin(3x) = 3sin(x) - 4(sin(x))^3

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 76

Goniometrie, bewijs: sin(3x) = 3sin(x) - 4(sin(x))^3

Hallo lieve helper,

Ik ben in deze vergelijking ergens stuk gelopen, tenzij geldt
\(\cos^2(x) = \sin(x)\)
- maar zelfs mijn Grafische Rekenmachine zegt: Hahahahahadatkloptniet.

Ter voorbereiding op de tentamens volgende week was mijn leraar zo aardig geweest om wat oude tentamens uit te delen om mee te oefenen, en 1 van de opgaven luidt dus:

Bewijs dat
\(\sin(3x) = 3\sin(x) - 4\sin(x)^3\)
ofwel
\(= 3\sin(x) - 4\sin^3(x)\)
Ik ben dus gewoon begonnen met het uitwerken van sin(3x), als iemand kan aanwijzen waar ik de fout in ben gegaan, please let me know.
\(\sin(2x+x)\)
\(= \sin(2x) * \cos(x) + \cos(2x) * \sin(x)\)
\(= 2 \sin(x)\cos(x) + \cos^2(x)-\sin^2(x) * \sin(x)\)
beetje schuiven (mag dat binnen goniometrische functies/vergelijkingen?)
\(= \sin(x) * 2 * [1 - 2\sin^2(x)] * \sin(x) + \cos^2(x)\)
\(= \sin(x) * 2 - 4\sin^2(x) * \sin(x) + \cos^2(x)\)
\(= -4\sin^3(x) + 2\sin(x) + \cos^2(x)\)
Als ik daaruit wil krijgen dat dit gelijk is aan
\(\sin(3x) = 3\sin(x) - 4\sin^3(x) =?= 2\sin(x) + \cos^2(x) -4\sin^3(x)\)
dan geldt dus
\(3\sin(x) - 4\sin^3(x) =?= 2\sin(x) + \cos^2(x) -4\sin^3(x)\)
\(3\sin(x) =?= 2\sin(x) + \cos^2(x)\)
\(\sin(x) =?= \cos^2(x)\)
Wat dus niet zo is.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Goniometrie, bewijs: sin(3x) = 3sin(x) - 4(sin(x))^3

\(= 2 \sin(x)\cos(x) + \cos^2(x)-\sin^2(x) * \sin(x)\)
Je moet wel haakjes plaatsen ...
\(= 2 \sin(x)\cos(x) + (\cos^2(x)-\sin^2(x)) * \sin(x)\)
Hoe is 't met die andere opgave?

Berichten: 76

Re: Goniometrie, bewijs: sin(3x) = 3sin(x) - 4(sin(x))^3

Safe schreef:Je moet wel haakjes plaatsen ...
\(= 2 \sin(x)\cos(x) + (\cos^2(x)-\sin^2(x)) * \sin(x)\)
beetje schuiven (mag dat binnen goniometrische functies/vergelijkingen?)
\(= \sin(x) * 2 * [1 - 2\sin^2(x)] * \sin(x) + \cos^2(x)\)
Ik zie nu dat ik hier een cos(x) uit het oog ben verloren. Het had er eigenlijk zo uit moeten zien:
\(= \sin(2x)\cos(x) + \cos(2x) \sin(x)\)
\(= 2 \sin(x)\cos(x)\cos(x) + \cos^2(x)-\sin^2(x) * \sin(x)\)
dus met de haakjes erbij
\(= 2\sin(x)\cos(x)\cos(x) + [\cos^2(x)-\sin^2(x)] * \sin(x)\)
\(= 2\sin(x)\cos(x)\cos(x) + [1-2\sin^2(x)]*\sin(x)\)
\(= 2\sin(x)\cos(x)\cos(x) + \sin(x)-2\sin^3(x)\)
dit heb ik geprobeerd te brengen naar
\(= \cos(x)\cos(x)2[\sin(x) + \sin(x)]-2\sin^3(x)\)
\(= \cos(x)\cos(x)2[2\sin(\frac{1}{2}(x+x)*\cos(\frac{1}{2}(x-x)]-2\sin^3(x)\)
\(= \cos(x)\cos(x)2[2\sin(2x)*1]-2\sin^3(x)\)
\(= \cos(x)\cos(x)2*[2*2*\sin(x)*\cos(x)]-2\sin^3(x)\)
\(= \cos(x)*\cos(x)*8\sin(x)*2\cos(x)-2\sin^3(x)\)
En nu gaat het een beetje de verkeerde kant op en lijkt het niet meer op dat wat ik moest bewijzen ;) .

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Goniometrie, bewijs: sin(3x) = 3sin(x) - 4(sin(x))^3

\(= 2\sin(x)\cos(x)\cos(x) + \sin(x)-2\sin^3(x)\)


Wat is cos(x)*cos(x)?

Berichten: 76

Re: Goniometrie, bewijs: sin(3x) = 3sin(x) - 4(sin(x))^3

cos²(x), maar hoe kom ik daar mee verder?

doelend op
\( cos^2(x) = \frac{1}{2}(1+cos(2x)) \)
om dat weer uit te werken naar
\(= \frac{1}{2} + \frac{1}{2}(\cos^2(x)-\sin^2(x)) \)
\(= \frac{1}{2} + \frac{1}{2}(1-2\sin^2(x)) \)
\(= 1 - \sin^2(x)\)
Ik zie wel waar dit heen gaat:
\(= \cos(x)\cos(x)2*[2*2*\sin(x)*\cos(x)]-2\sin^3(x)\)
\(= [1-\sin^2(x)]*2*[2*2*\sin(x)*\cos(x)]-2\sin^3(x)\)
\(= 2-2\sin^2(x)*[2\sin(2x)]-2\sin^3(x)\)
\(= [2-2\sin^2(x)]*[2\sin(2x)]-2\sin^3(x)\)
Maar wordt dit dan
\(= 4\sin(2x) -4\sin^2(x)\sin(2x)-2\sin^3(x)\)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Goniometrie, bewijs: sin(3x) = 3sin(x) - 4(sin(x))^3

cos²(x), maar hoe kom ik daar mee verder?
Je moet toch naar sinussen werken ...

cos²(x)=1-...

De andere opgave is kennelijk niet van jou, maar wel nuttig. Kijk eens terug ...

Berichten: 76

Re: Goniometrie, bewijs: sin(3x) = 3sin(x) - 4(sin(x))^3

Safe schreef:Je moet toch naar sinussen werken ...

cos²(x)=1-...
[quote='Withciz date='24 October 2011, 17:13' post='696452']
\(= 1 - \sin^2(x)\)
\([1-\sin^2(x)] * 2 * [\sin(x) + \sin(x)] - 2\sin^3(x)\)
Dit krijg ik uitgewerkt naar
\(= [1-\sin^2(x)] * [2\sin(x) + 2\sin(x)] - 2\sin^3(x)\)
\(= [1-\sin^2(x)] * [4\sin(x)] - 2\sin^3(x)\)
\(= 4\sin(x) - 4\sin^3(x) - 2\sin^3(x)\)
\(= \sin + 3\sin(x) - 4\sin^3(x) - 2\sin^3(x)\)
Ik heb nu een
\(\sin(x)\)
en een
\(-2sin^3(x)\)
teveel.

Even snel checken met mijn GR toont aan dat
\(\sin(x) - 2\sin^3(x) \neq 0\)
dus heb ik weer een impasse :P .

--EDIT:--

Bewijs dat
\(\sin(3x) = 3\sin(x) - 4\sin(x)^3\)
ofwel
\(= 3\sin(x) - 4\sin^3(x)\)
\(\sin(2x+x)\)
\(= \sin(2x) * \cos(x) + \cos(2x) * \sin(x)\)
\(= 2\sin(x)\cos(x)\cos(x) + [\cos^2(x)-\sin^2(x)] * \sin(x)\)
\(= 2\sin(x)\cos^2(x) + <[1-2\sin^2(x)]*\sin(x)>\)
\(= 2\sin(x) [1-\sin^2(x)] + <\sin(x) - 2\sin^3(x)>\)
\(= 2\sin(x) - 2\sin^3(x) + \sin(x) - 2\sin^3(x)\)
\(= 2\sin(x) + \sin(x) - 2\sin^3(x) - 2\sin^3(x)\)
\(= 3\sin(x) + \sin(x) - 4\sin^3(x)\)
OHMYGAWD, volgens mij ben ik er uit, als hier geen typefouten in zitten.

Safe, duizendmaal dank voor je hulp ;) !

Berichten: 76

Re: Goniometrie, bewijs: sin(3x) = 3sin(x) - 4(sin(x))^3

Withciz schreef:--EDIT:--

Bewijs dat
\(\sin(3x) = 3\sin(x) - 4\sin(x)^3\)
ofwel
\(= 3\sin(x) - 4\sin^3(x)\)
\(\sin(2x+x)\)
\(= \sin(2x) * \cos(x) + \cos(2x) * \sin(x)\)
\(= 2\sin(x)\cos(x)\cos(x) + [\cos^2(x)-\sin^2(x)] * \sin(x)\)
\(= 2\sin(x)\cos^2(x) + <[1-2\sin^2(x)]*\sin(x)>\)
\(= 2\sin(x) [1-\sin^2(x)] + <\sin(x) - 2\sin^3(x)>\)
\(= 2\sin(x) - 2\sin^3(x) + \sin(x) - 2\sin^3(x)\)
\(= 2\sin(x) + \sin(x) - 2\sin^3(x) - 2\sin^3(x)\)
\(= 3\sin(x) + \sin(x) - 4\sin^3(x)\)
OHMYGAWD, volgens mij ben ik er uit, als hier geen typefouten in zitten.

Safe, duizendmaal dank voor je hulp ;) !
Oké nu kom ik WEER een fout van mezelf tegen:
\(\sin(2x+x)\)
\(= \sin(2x) * \cos(x) + \cos(2x) * \sin(x)\)
\(= 2\sin(x)\cos(x)\cos(x) + [\cos^2(x)-\sin^2(x)] * \sin(x)\)
\(= 2\sin(x)\cos^2(x) + <[1-2\sin^2(x)]*\sin(x)>\)
Hieronder ben ik een 2 vergeten toen ik cos²(x) omzette
\(= 2\sin(x) [1-\sin^2(x)] + <\sin(x) - 2\sin^3(x)>\)
Dat moet dus eigenlijk
\(= 2\sin(x) [1-2\sin^2(x)] + <\sin(x) - 2\sin^3(x)>\)
\(= 2\sin(x) - 4\sin^3(x) + \sin(x) - 2\sin^3(x)\)
\(= 2\sin(x) + \sin(x) - 4\sin^3(x) - 2\sin^3(x)\)
\(= 3\sin(x) - 6\sin^3(x)\)
Maar, zitten hier dan fouten in?

Edit: Never mind, ik was geen 2 vergeten.
\(= 2\sin(x)\cos^2(x) + <[1-2\sin^2(x)]*\sin(x)>\)
\(= 2\sin(x) [1-\sin^2(x)] + <\sin(x) - 2\sin^3(x)>\)
immers
\( \cos^2(x) = 1 - \sin^2(x) \)
Dus Safe: Nogmaals duizendmaal dank,

Dit topic is voor mij afgerond :P .

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Goniometrie, bewijs: sin(3x) = 3sin(x) - 4(sin(x))^3

OK! Succes.

Reageer