Trigonometria Exemplos
sin(5x)
Etapa 1
Um bom método para expandir sin(5x) é usando o teorema de De Moivre (r(cos(x)+i⋅sin(x))n=rn(cos(nx)+i⋅sin(nx))). Quando r=1, cos(nx)+i⋅sin(nx)=(cos(x)+i⋅sin(x))n.
cos(nx)+i⋅sin(nx)=(cos(x)+i⋅sin(x))n
Etapa 2
Expanda o lado direito de cos(nx)+i⋅sin(nx)=(cos(x)+i⋅sin(x))n usando o teorema binomial.
Expandir: (cos(x)+i⋅sin(x))5
Etapa 3
Use o teorema binomial.
cos5(x)+5cos4(x)(isin(x))+10cos3(x)(isin(x))2+10cos2(x)(isin(x))3+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4
Etapa 4.1
Simplifique cada termo.
Etapa 4.1.1
Aplique a regra do produto a isin(x).
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)+10cos3(x)(i2sin2(x))+10cos2(x)(isin(x))3+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4.1.2
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)+10⋅i2cos3(x)sin2(x)+10cos2(x)(isin(x))3+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4.1.3
Reescreva i2 como −1.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)+10⋅−1cos3(x)sin2(x)+10cos2(x)(isin(x))3+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4.1.4
Multiplique 10 por −1.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)+10cos2(x)(isin(x))3+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4.1.5
Aplique a regra do produto a isin(x).
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)+10cos2(x)(i3sin3(x))+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4.1.6
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)+10⋅i3cos2(x)sin3(x)+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4.1.7
Fatore i2.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)+10⋅(i2⋅i)cos2(x)sin3(x)+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4.1.8
Reescreva i2 como −1.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)+10⋅(−1⋅i)cos2(x)sin3(x)+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4.1.9
Reescreva −1i como −i.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)+10⋅(−i)cos2(x)sin3(x)+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4.1.10
Multiplique −1 por 10.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)(isin(x))4+(isin(x))5
Etapa 4.1.11
Aplique a regra do produto a isin(x).
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)(i4sin4(x))+(isin(x))5
Etapa 4.1.12
Reescreva i4 como 1.
Etapa 4.1.12.1
Reescreva i4 como (i2)2.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)((i2)2sin4(x))+(isin(x))5
Etapa 4.1.12.2
Reescreva i2 como −1.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)((−1)2sin4(x))+(isin(x))5
Etapa 4.1.12.3
Eleve −1 à potência de 2.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)(1sin4(x))+(isin(x))5
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)(1sin4(x))+(isin(x))5
Etapa 4.1.13
Multiplique sin4(x) por 1.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+(isin(x))5
Etapa 4.1.14
Aplique a regra do produto a isin(x).
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+i5sin5(x)
Etapa 4.1.15
Fatore i4.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+i4isin5(x)
Etapa 4.1.16
Reescreva i4 como 1.
Etapa 4.1.16.1
Reescreva i4 como (i2)2.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+(i2)2isin5(x)
Etapa 4.1.16.2
Reescreva i2 como −1.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+(−1)2isin5(x)
Etapa 4.1.16.3
Eleve −1 à potência de 2.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+1isin5(x)
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+1isin5(x)
Etapa 4.1.17
Multiplique i por 1.
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+isin5(x)
cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+isin5(x)
Etapa 4.2
Reordene os fatores em cos5(x)+5cos4(x)isin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+isin5(x).
cos5(x)+5icos4(x)sin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+isin5(x)
cos5(x)+5icos4(x)sin(x)−10cos3(x)sin2(x)−10icos2(x)sin3(x)+5cos(x)sin4(x)+isin5(x)
Etapa 5
Retire as expressões com a parte imaginária, que são iguais a sin(5x). Remova o número imaginário i.
sin(5x)=5cos4(x)sin(x)−10cos2(x)sin3(x)+sin5(x)