Arcsin Sum E75A78
1. مسئله: بررسی تساوی
الف) \( A = \sin^{-1} x + \sin^{-1} y = \sin^{-1} \left( x \sqrt{1-y^2} + y \sqrt{1-x^2} \right) \) با شرط \( |\sin^{-1} x + \sin^{-1} y| \leq \frac{\pi}{2} \)
2. فرمول و قوانین مهم:
فرمول جمع آرکسینوس:
$$\sin^{-1} a + \sin^{-1} b = \sin^{-1} \left(a \sqrt{1-b^2} + b \sqrt{1-a^2}\right)$$
با شرط اینکه مقدار داخل آرکسینوس در دامنه \([-1,1]\) باشد و جمع زاویهها در بازه \([-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]\) قرار گیرد.
3. اثبات:
فرض کنیم \(\alpha = \sin^{-1} x\) و \(\beta = \sin^{-1} y\) پس \(x = \sin \alpha\) و \(y = \sin \beta\) و \(\alpha, \beta \in [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}]\).
4. داریم:
$$\sin(\alpha + \beta) = \sin \alpha \cos \beta + \cos \alpha \sin \beta = x \sqrt{1-y^2} + y \sqrt{1-x^2}$$
5. پس:
$$\sin^{-1} x + \sin^{-1} y = \alpha + \beta = \sin^{-1} \left( x \sqrt{1-y^2} + y \sqrt{1-x^2} \right)$$
با شرط \(|\alpha + \beta| \leq \frac{\pi}{2}\) که تضمین میکند مقدار داخل آرکسینوس معتبر است.
نتیجه: تساوی داده شده صحیح است تحت شرط \(|\sin^{-1} x + \sin^{-1} y| \leq \frac{\pi}{2}\).