Question 11 Mark
If $\tan\frac{\text{x}}{2}=\frac{\text{m}}{\text{n}},$ then write the value of $\text{m}\ \sin\text{x}+\text{n}\cos\text{x}.$
Answer
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$\tan\frac{\text{x}}{2}=\frac{\text{m}}{\text{n}}$
$\Rightarrow\frac{\sin\frac{\text{x}}{2}}{\cos\frac{\text{x}}{2}}=\frac{\text{m}}{\text{n}}$
$\Rightarrow\sin\frac{\text{x}}{2}=\text{mk},\&\cos\frac{\text{x}}{2}=\text{nk}(\text{say})$
Now,
$\text{m}\sin\text{x}+\text{n}\cos\text{x}$
$=\text{m}2\sin\frac{\text{x}}{2},\cos\frac{\text{x}}{2}+\text{n}\Big(\cos^2\frac{\text{x}}{2}-\sin^2\frac{\text{x}}{2}\Big)$
$2\text{m}.\text{mk}.\text{nk}+\text{n}(\text{n}^2\text{k}^2-\text{m}^2\text{k}^2)$
$=2\text{m}^2\text{k}^2\text{n}+\text{nk}^2(\text{n}^2-\text{m}^2)$
$=\text{nk}^2(2\text{m}^2+\text{n}^2-\text{m}^2)$
$=\text{nk}^2(\text{m}^2+\text{n}^2)$
$=\text{n}(\text{m}^2\text{k}^2+\text{n}^2\text{k}^2)$
$\text{n}=\Big(\sin^2\frac{\text{x}}{2}+\cos^2\frac{\text{x}}{2}\Big)$
$=\text{n}$
$\tan\frac{\text{x}}{2}=\frac{\text{m}}{\text{n}}$
$\Rightarrow\frac{\sin\frac{\text{x}}{2}}{\cos\frac{\text{x}}{2}}=\frac{\text{m}}{\text{n}}$
$\Rightarrow\sin\frac{\text{x}}{2}=\text{mk},\&\cos\frac{\text{x}}{2}=\text{nk}(\text{say})$
Now,
$\text{m}\sin\text{x}+\text{n}\cos\text{x}$
$=\text{m}2\sin\frac{\text{x}}{2},\cos\frac{\text{x}}{2}+\text{n}\Big(\cos^2\frac{\text{x}}{2}-\sin^2\frac{\text{x}}{2}\Big)$
$2\text{m}.\text{mk}.\text{nk}+\text{n}(\text{n}^2\text{k}^2-\text{m}^2\text{k}^2)$
$=2\text{m}^2\text{k}^2\text{n}+\text{nk}^2(\text{n}^2-\text{m}^2)$
$=\text{nk}^2(2\text{m}^2+\text{n}^2-\text{m}^2)$
$=\text{nk}^2(\text{m}^2+\text{n}^2)$
$=\text{n}(\text{m}^2\text{k}^2+\text{n}^2\text{k}^2)$
$\text{n}=\Big(\sin^2\frac{\text{x}}{2}+\cos^2\frac{\text{x}}{2}\Big)$
$=\text{n}$