Question Number 18906 by Arnab Maiti last updated on 01/Aug/17
$$\mathrm{calculate}\:\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dx}}\:\:\:\mathrm{where}\: \\ $$$$\mathrm{y}=\mathrm{cos}^{−\mathrm{1}} \frac{\mathrm{a}+\mathrm{b}\:\mathrm{cosx}}{\mathrm{b}+\mathrm{a}\:\mathrm{cosx}}\:\left(\mathrm{b}>\mathrm{a}\right) \\ $$
Answered by ajfour last updated on 01/Aug/17
$$\:\mathrm{y}=\mathrm{cos}^{−\mathrm{1}} \left(\frac{\mathrm{a}+\mathrm{bcos}\:\mathrm{x}}{\mathrm{b}+\mathrm{acos}\:\mathrm{x}}\right) \\ $$$$\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dx}}=\frac{−\mathrm{1}}{\mathrm{sin}\:\mathrm{y}}.\frac{\left(−\mathrm{bsin}\:\mathrm{x}\right)\left(\mathrm{b}+\mathrm{acos}\:\mathrm{x}\right)−\left(−\mathrm{asin}\:\mathrm{x}\right)\left(\mathrm{a}+\mathrm{bcos}\:\mathrm{x}\right)}{\left(\mathrm{b}+\mathrm{acos}\:\mathrm{x}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\:\:\:\:=−\frac{\mathrm{b}+\mathrm{acos}\:\mathrm{x}}{\:\sqrt{\left(\mathrm{b}+\mathrm{acos}\:\mathrm{x}\right)^{\mathrm{2}} −\left(\mathrm{a}+\mathrm{bcos}\:\mathrm{x}\right)^{\mathrm{2}} }}×\frac{\left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{b}^{\mathrm{2}} \right)\mathrm{sin}\:\mathrm{x}}{\left(\mathrm{b}+\mathrm{acos}\:\mathrm{x}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\:\:\:=\frac{\left(\mathrm{b}^{\mathrm{2}} −\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \right)\mathrm{sin}\:\mathrm{x}}{\left(\mathrm{b}+\mathrm{acos}\:\mathrm{x}\right)\sqrt{\left(\mathrm{b}^{\mathrm{2}} −\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{1}−\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{x}\right)}} \\ $$$$\:\:\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dx}}=\frac{\sqrt{\mathrm{b}^{\mathrm{2}} −\mathrm{a}^{\mathrm{2}} }}{\left(\mathrm{b}+\mathrm{acos}\:\mathrm{x}\right)}\:×\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{x}}{\mid\mathrm{sin}\:\mathrm{x}\mid} \\ $$$$\:\:\:\mathrm{and}\:\mathrm{if}\:\mathrm{sin}\:\mathrm{x}>\mathrm{0} \\ $$$$\:\:\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dx}}=\frac{\sqrt{\mathrm{b}^{\mathrm{2}} −\mathrm{a}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{b}+\mathrm{acos}\:\mathrm{x}}\:. \\ $$
Commented by Arnab Maiti last updated on 01/Aug/17
$$\mathrm{But}\:\mathrm{the}\:\mathrm{answer}\:\mathrm{is}\:\mathrm{only}\:\frac{\sqrt{\mathrm{b}^{\mathrm{2}} −\mathrm{a}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{b}+\mathrm{a}\:\mathrm{cosx}} \\ $$