Question Number 1157 by navajyoti.tamuli.tamuli@gmail. last updated on 06/Jul/15
$${show}\:{that} \\ $$$${tan}^{−\mathrm{1}} \left(\frac{\sqrt{\mathrm{1}+{x}^{\mathrm{2}} }−\mathrm{1}}{{x}}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{tan}^{−\mathrm{1}} {x} \\ $$$$ \\ $$
Answered by prakash jain last updated on 11/Jul/15
$$\boldsymbol{\mathrm{Let}}\:\boldsymbol{\mathrm{y}}=\boldsymbol{\mathrm{tan}}^{−\mathrm{1}} \boldsymbol{\mathrm{x}}\Rightarrow\boldsymbol{\mathrm{x}}=\boldsymbol{\mathrm{tany}} \\ $$$$\mathrm{1}+\boldsymbol{\mathrm{x}}^{\mathrm{2}} =\boldsymbol{\mathrm{sec}}^{\mathrm{2}} \boldsymbol{\mathrm{y}} \\ $$$$\frac{\sqrt{\mathrm{1}+\boldsymbol{\mathrm{x}}^{\mathrm{2}} }−\mathrm{1}}{\boldsymbol{\mathrm{x}}}=\frac{\sqrt{\boldsymbol{\mathrm{sec}}^{\mathrm{2}} \boldsymbol{\mathrm{y}}}−\mathrm{1}}{\boldsymbol{\mathrm{tany}}}=\frac{\boldsymbol{\mathrm{secy}}−\mathrm{1}}{\boldsymbol{\mathrm{tany}}}=\frac{\mathrm{1}−\boldsymbol{\mathrm{cosy}}}{\boldsymbol{\mathrm{siny}}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\frac{\mathrm{1}−\left(\mathrm{1}−\mathrm{2}\boldsymbol{\mathrm{sin}}^{\mathrm{2}} \frac{\boldsymbol{\mathrm{y}}}{\mathrm{2}}\right)}{\mathrm{2}\boldsymbol{\mathrm{sin}}\frac{\boldsymbol{\mathrm{y}}}{\mathrm{2}}\boldsymbol{\mathrm{cos}}\frac{\boldsymbol{\mathrm{y}}}{\mathrm{2}}}=\boldsymbol{\mathrm{tan}}\frac{\boldsymbol{\mathrm{y}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\boldsymbol{\mathrm{L}}.\boldsymbol{\mathrm{H}}.\boldsymbol{\mathrm{S}}=\boldsymbol{\mathrm{tan}}^{−\mathrm{1}} \boldsymbol{\mathrm{tan}}\frac{\boldsymbol{\mathrm{y}}}{\mathrm{2}}=\frac{\boldsymbol{\mathrm{y}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\boldsymbol{\mathrm{R}}.\boldsymbol{\mathrm{H}}.\boldsymbol{\mathrm{S}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\boldsymbol{\mathrm{tan}}^{−\mathrm{1}} \boldsymbol{\mathrm{x}}=\frac{\boldsymbol{\mathrm{y}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\therefore\boldsymbol{\mathrm{L}}.\boldsymbol{\mathrm{H}}.\boldsymbol{\mathrm{S}}=\boldsymbol{\mathrm{R}}.\boldsymbol{\mathrm{H}}.\boldsymbol{\mathrm{S}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \\ $$