Problem 4: Derece biriminde üç ve üçün tam katı olan açıların sinüs ve kosinüslerini tam sayılarla toplama, çıkarma, çarpma, bölme ve kök almayı kullanarak hesaplayınız.
Problemi çözmeden önce 0o, 30o, 45o, 60o ve 90o gibi özel açıların trigonometrik fonksiyonlarını eşkenar ve ikizkenar dik üçgenlerden hesaplamayı bildiğimizi varsayıyoruz.
Daha az tanınan bir üçgen ise yandaki şekilde gösterilen ve tepe açısı 36o olan △ABC ikizkenar üçgenidir. Şekilde siyah renkle gösterilen açılar 72o iken kırmızı renkle gösterilen açılar 36o'dir. DC doğru parçası ∠ACB'nin açıortayı olduğundan, △ABC∼△CBD açı-açı-açı benzerliği vardır. Bu benzerlikten faydalanarak 36o'nin trigonometrik fonksiyonlarının değerlerini bulmaya çalışalım. |AD|=|DC|=|BC|=:a ve |BD|=:b uzunluklarını tanımlarsak, |AB|=|AC|=a+b olur. Benzerlikten dolayı
ba=aa+b
6o=36o−30o olduğunu gözleyelim. O zaman trigonometrik fonksiyonların toplam formüllerini kullanarak sin6o=sin36ocos30o−cos36osin30o=√15−3√532−1+√58
Artık indüksiyona başlayabiliriz. n≥2 için, sin(3(n−1)o) ve cos(3(n−1)o) biliniyorsa, o zaman sin(3no)=sin(3(n−1)o)cos(3o)+cos(3(n−1)o)sin(3o)cos(3no)=cos(3(n−1)o)cos(3o)−sin(3(n−1)o)sin(3o)
İşaret: Burada bulduğumuz sonucun daha kuvvetlisi Öklit'in cetvel ve pergel çizimlerinde de vardır: Derece biriminde tamsayı olan bir açının, cetvel ve pergel ile çizilebilmesi için o açının üçe bölünebilmesi yeterlidir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder