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Mathematics

Prove that :

tan A1 - cot A+cot A1 - tan A\dfrac{\text{tan A}}{\text{1 - cot A}} + \dfrac{\text{cot A}}{\text{1 - tan A}} = sec A cosec A + 1

Trigonometric Identities

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Answer

By solving L.H.S. of the equation :

tan A1 - cot A+cot A1 - tan Atan A11tan A+1tan A1 - tan Atan Atan A - 1tan A+1tan A(1 - tan A)tan2Atan A - 1+1tan A(1 - tan A)tan2Atan A - 11tan A(tan A - 1)tan3A1tan A(tan A - 1)(tan A - 1)(tan2A+ tan A + 1)tan A(tan A - 1)tan2A+ tan A + 1tan Atan2Atan A+tan Atan A+1tan Atan A + 1 + cot Asin Acos A+1+cos Asin Asin2A+sin A cos A + cos2Asin A cos A.\Rightarrow \dfrac{\text{tan A}}{\text{1 - cot A}} + \dfrac{\text{cot A}}{\text{1 - tan A}} \\[1em] \Rightarrow \dfrac{\text{tan A}}{1 - \dfrac{1}{\text{tan A}}} + \dfrac{\dfrac{1}{\text{tan A}}}{\text{1 - tan A}} \\[1em] \Rightarrow \dfrac{\text{tan A}}{\dfrac{\text{tan A - 1}}{\text{tan A}}} + \dfrac{1}{\text{tan A(1 - tan A)}} \\[1em] \Rightarrow \dfrac{\text{tan}^2 A}{\text{tan A - 1}} + \dfrac{1}{\text{tan A(1 - tan A)}} \\[1em] \Rightarrow \dfrac{\text{tan}^2 A}{\text{tan A - 1}} - \dfrac{1}{\text{tan A(tan A - 1)}} \\[1em] \Rightarrow \dfrac{\text{tan}^3 A - 1}{\text{tan A(tan A - 1)}} \\[1em] \Rightarrow \dfrac{\text{(tan A - 1)(tan}^2 A + \text{ tan A + 1)}}{\text{tan A(tan A - 1)}} \\[1em] \Rightarrow \dfrac{\text{tan}^2 A + \text{ tan A + 1}}{\text{tan A}} \\[1em] \Rightarrow \dfrac{\text{tan}^2 A}{\text{tan A}} + \dfrac{\text{tan A}}{\text{tan A}} + \dfrac{1}{\text{tan A}} \\[1em] \Rightarrow \text{tan A + 1 + cot A} \\[1em] \Rightarrow \dfrac{\text{sin A}}{\text{cos A}} + 1 + \dfrac{\text{cos A}}{\text{sin A}} \\[1em] \Rightarrow \dfrac{\text{sin}^2 A + \text{sin A cos A + cos}^2 A}{\text{sin A cos A}}.

By formula,

sin2 A + cos2 A = 1

1+sin A cos Asin A cos A1sin A cos A+sin A cos Asin A cos Acosec A sec A+1.\Rightarrow \dfrac{1 + \text{sin A cos A}}{\text{sin A cos A}} \\[1em] \Rightarrow \Rightarrow \dfrac{1}{\text{sin A cos A}} + \dfrac{\text{sin A cos A}}{\text{sin A cos A}} \\[1em] \Rightarrow \text{cosec A sec A} + 1.

Since, L.H.S. = R.H.S.

Hence, proved that tan A1 - cot A+cot A1 - tan A\dfrac{\text{tan A}}{\text{1 - cot A}} + \dfrac{\text{cot A}}{\text{1 - tan A}} = sec A cosec A + 1.

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