En cualquier triángulo [matemática] ABC [/ matemática], ¿cómo demuestra que [matemática] \ frac {\ cos ^ 2B – \ cos ^ 2C} {b + c} + \ frac {\ cos ^ 2C – \ cos ^ 2A} {c + a} + \ frac {\ cos ^ 2A- \ cos ^ 2B} {a + b} = 0 [/ matemáticas]?

Prerrequisitos :


Regla de seno extendido:

[matemáticas] \ dfrac {a} {\ sin A} = \ dfrac {b} {\ sin B} = \ dfrac {c} {\ sin C} = 2R \ etiqueta * {} [/ matemáticas]

Donde [math] R [/ math] es el circunradio de [math] \ Delta ABC. [/ Math]

Este hecho útil implica que,

[matemáticas] a = 2R \ sin A \ etiqueta * {} [/ matemáticas]

Y de manera similar para [matemáticas] b [/ matemáticas] y [matemáticas] c. [/ Matemáticas]


Una pequeña identidad Trig útil:

[matemáticas] \ cos ^ 2 x- \ cos ^ 2 y = (1- \ sin ^ 2 x) – (1- \ sin ^ 2 y) \ tag * {} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ sin ^ 2 y- \ sin ^ 2 x \ etiqueta * {} [/ matemáticas]

[matemáticas] = (\ sin y + \ sin x) (\ sin y- \ sin x) \ tag * {} [/ matemáticas]


Bien, entonces debemos demostrar que:

[matemáticas] S = \ displaystyle \ sum _ {\ text {cyc}} \ dfrac {\ cos ^ 2 B- \ cos ^ 2 C} {b + c} = 0 \ tag * {} [/ math]

(Si no está familiarizado con la notación de suma, solo significa que la suma pasa por [matemática] a, b, C [/ matemática] y [matemática] A, B, C [/ matemática])

Ahora usando la identidad Trig:

[matemáticas] S = \ displaystyle \ sum _ {\ text {cyc}} \ dfrac {(\ sin C + \ sin B) (\ sin C- \ sin B)} {b + c} \ tag * {} [/ matemáticas ]

De la regla del seno extendido:

[matemáticas] S = \ displaystyle \ sum _ {\ text {cyc}} \ dfrac {(\ sin C + \ sin B) (\ sin C- \ sin B)} {2R \ sin B + 2R \ sin C} \ tag *{}[/matemáticas]

[matemáticas] S = \ displaystyle \ sum _ {\ text {cyc}} \ dfrac {(\ sin C + \ sin B) (\ sin C- \ sin B)} {2R (\ sin B + \ sin C)} \ etiqueta * {} [/ math]

[matemáticas] \ require {cancel} S = \ displaystyle \ sum _ {\ text {cyc}} \ dfrac {\ cancel {(\ sin C + \ sin B)} (\ sin C- \ sin B)} {2R \ cancel {(\ sin B + \ sin C})} \ tag * {} [/ math]

[matemáticas] S = \ dfrac {1} {2R} \ displaystyle \ sum _ {\ text {cyc}} (\ sin C- \ sin B) \ tag * {} [/ math]

Soltando el resumen,

[matemática] S = \ dfrac {1} {2R} (\ sin C- \ sin B + \ sin A- \ sin C + \ sin B- \ sin A) \ etiqueta * {} [/ matemática]

[matemáticas] \ require {cancel} S = \ dfrac {1} {2R} (\ cancel {\ sin C} – \ cancel {\ sin B} + \ cancel {\ sin A} – \ cancel {\ sin C} + \ cancel {\ sin B} – \ cancel {\ sin A}) \ tag * {} [/ math]

[matemáticas] S = \ dfrac {1} {2R} (0) \ etiqueta * {} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ en caja {S = 0} \ etiqueta * {} [/ matemáticas]