三角方程式3
当HPがいつもお世話になっているHN「よおすけ」さんからの出題です。
(平成29年9月20日付け)
次の等式が成り立つ鋭角θを全て答えなさい。
cosθcos2θcos4θ=1/8
(答) GAI さんが考察されました。(平成29年9月21日付け)
答えは、θ=s*π/9 または t*π/7
ただし、s、t は、k を自然数として、
s=2k-1 (ただし、s は9で割れないとする)、t=2k (ただし、t は7で割れないとする)
かな?
スモークマンさんからのコメントです。(平成29年9月21日付け)
同じようですが…^^、 sinθ*cosθ*cos2θcos4θ=(1/8)sin8θ
ここで、 cosθ*cos2θcos4θ=1/8 より、 (1/8)sin8θ=(1/8)sinθ
よって、 sinθ=sin8θ で、sinθ≠0 から、PCで解くと、
θ=±2π/7、-4π/7、-6π/7 +2π*n =π/9、±5π/9、±7π/9 +2π*n
手計算ではどう考えればいいのかなぁ… ^^;。
y さんからのコメントです。(平成29年9月21日付け)
両辺に、sinθ(≠0) を乗じて、倍角公式 sinAcosA=(1/2)sin(2A) を逐次適用する。
sinθcosθcos(2θ)cos(4θ)=(1/8)sinθ
(1/2)sin(2θ)cos(2θ)cos(4θ)=(1/8)sinθ
(1/4)sin(4θ)cos(4θ)=(1/8)sinθ
よって、 sin(8θ)=sinθ
和積公式 sinA-sinB=2cos((A+B)/2)sin((A-B)/2) から、cos(9θ/2)sin(7θ/2)=0.
よって求めるθは、任意の整数m、nについて、 θ=(2m+1)π/9、2nπ/7
となる。特に、θは鋭角なので、θ=π/9、2π/7、π/3
(コメント) なるほど、両辺に sinθを掛けて、倍角の公式を用いるのがポイントですね。