When solving equations involving inverse trigonometric functions, it's often helpful to apply identities like \( \tan^{-1} a + \tan^{-1} b = \tan^{-1} \left( \frac{a + b}{1 - ab} \right) \) to simplify the expression. Additionally, keep in mind that we often need to manipulate the argument inside the inverse tangent or cotangent functions and set the argument equal to zero to solve for the variable. In this problem, simplifying the expressions step by step leads to the solution for \(x\).
We are given the equation:
\[ \tan^{-1} \left( \frac{2}{3x + 1} \right) = \cot^{-1} \left( \frac{3}{3x + 1} \right). \]Step 1: Use the identity \( \cot^{-1} y = \frac{\pi}{2} - \tan^{-1} y \) to rewrite the equation:
\[ \tan^{-1} \left( \frac{2}{3x + 1} \right) = \frac{\pi}{2} - \tan^{-1} \left( \frac{3}{3x + 1} \right). \]Step 2: Apply the identity \( \tan^{-1} a + \tan^{-1} b = \tan^{-1} \left( \frac{a + b}{1 - ab} \right) \), where \( a = \frac{2}{3x + 1} \) and \( b = \frac{3}{3x + 1} \):
\[ \tan^{-1} \left( \frac{2}{3x + 1} \right) + \tan^{-1} \left( \frac{3}{3x + 1} \right) = \tan^{-1} \left( \frac{\frac{2}{3x+1} + \frac{3}{3x+1}}{1 - \frac{2}{3x+1} \cdot \frac{3}{3x+1}} \right). \]Step 3: Simplify the expression:
Simplifying the numerator: \[ \frac{2}{3x + 1} + \frac{3}{3x + 1} = \frac{5}{3x + 1}. \] Simplifying the denominator: \[ 1 - \frac{2}{3x + 1} \cdot \frac{3}{3x + 1} = 1 - \frac{6}{(3x + 1)^2} = \frac{(3x + 1)^2 - 6}{(3x + 1)^2} = \frac{9x^2 + 6x - 5}{(3x + 1)^2}. \] Therefore, we now have: \[ \tan^{-1} \left( \frac{\frac{5}{3x + 1}}{\frac{9x^2 + 6x - 5}{(3x + 1)^2}} \right) = \tan^{-1} \left( \frac{5(3x + 1)}{9x^2 + 6x - 5} \right). \]Step 4: Set the argument of the tangent inverse equal to zero:
To solve for \(x\), we set the argument of the tangent inverse to zero: \[ \frac{5(3x + 1)}{9x^2 + 6x - 5} = 0. \] This simplifies to: \[ 5(3x + 1) = 0. \] Solving for \(x\): \[ 3x + 1 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = -\frac{1}{3}. \]Step 5: Conclusion:
Thus, the correct answer is:\(\boxed{(2) \text{There is one positive and one negative real value of } x.}\)
'рдЗрджрдореН' рд╢рдмреНрджрд╕реНрдп рд╕реНрддреНрд░реАрд▓рд┐рдЩреНрдЧреЗ рддреГрддреАрдпрд╛-рд╡рд┐рднрдХреНрддреМ рдмрд╣реБрд╡рдЪрдиреЗ рдХрд┐ рд░реВрдкрдВ рднрд╡рддрд┐ ?
'рдХрд░реНрддреГ' рд╢рдмреНрджрд╕реНрдп рдПрдХрд╡рдЪрдирд╕реНрдп рд░реВрдкрд╛рдгрд┐ рдЗрдорд╛рдирд┐ рд╡рд┐рднрдХреНрддреНрдпрдиреБрд╕рд╛рд░рдВ рдХреНрд░рдореЗрдг рд╡реНрдпрд╡рд╕реНрдерд╛рдкрдпрдд ред
(A) рдХрд░реНрддреНрд░рд╛
(B) рдХрд░реНрддреНрд░реЗ
(C) рдХрд░реНрддреБрдГ
(D) рдХрд░реНрддрд╛рд░рдореН
(E) рдХрд░реНрддрд╛
рдЕрдзреЛрд▓рд┐рдЦрд┐рддреЗрд╖реБ рд╡рд┐рдХрд▓реНрдкреЗрд╖реБ рдЙрдЪрд┐рддрддрдордореН рдЙрддреНрддрд░рдВ рдЪрд┐рдиреБрдд-
рдкреНрд░рдердорд╛рдВ рд╕реВрдЪреАрдВ рджреНрд╡рд┐рддреАрдпрдпрд╛ рд╕реВрдЪреНрдпрд╛ рд╕рд╣ рдореЗрд▓рдпрдд ред
рд╕реВрдЪреА-I | рд╕реВрдЪреА-II |
---|---|
(A) рд╖рдбрд╛рдирдирдГ | (I) рдпрдгреН-рд╕рдиреНрдзрд┐рдГ |
(B) рдпрджреНрдпрддреНрд░ | (II) рд╡реНрдпрдЮреНрдЬрди-рд╕рдиреНрдзрд┐рдГ |
(C) рд╕рд╛рдзреБрд╕реНрддрд░рддрд┐ | (III) рд╡рд┐рд╕рд░реНрдЧ-рд╕рдиреНрдзрд┐рдГ |
(D) рдорд╣реМрд╖рдзрдореН | (IV) рд╡реГрджреНрдзрд┐-рд╕рдиреНрдзрд┐рдГ |
рдЕрдзреЛрд▓рд┐рдЦрд┐рддреЗрд╖реБ рд╡рд┐рдХрд▓реНрдкреЗрд╖реБ рдЙрдЪрд┐рддрддрдордореН рдЙрддреНрддрд░рдВ рдЪрд┐рдиреБрдд -
'рдЙрддреН+рджреЗрд╢рдГ' рдЗрддреНрдпрддреНрд░ рд╕рдиреНрдзрд┐рдВ рдХреБрд░реБрдд ред
'рджреБрд╖реНрдХреГрддрдореН' рдЗрддреНрдпрд╕реНрдп рд╕рдиреНрдзрд┐-рд╡рд┐рдЪреНрдЫреЗрджрдВ рдХреБрд░реБрдд ред