Cómo calcular el producto [matemáticas] \ displaystyle \ cos \ left (\ frac {\ pi} {7} \ right) \ cos \ left (\ frac {2 \ pi} {7} \ right) \ cos \ left ( \ frac {3 \ pi} {7} \ right) [/ math]

[matemáticas] \ cos {(\ pi- \ dfrac {3 \ pi} {7})} = – \ cos {(\ dfrac {3 \ pi} {7})} [/ matemáticas]

[matemáticas] => \ cos {(\ dfrac {3 \ pi} {7})} = – \ cos {(\ dfrac {4 \ pi} {7})} [/ matemáticas]

[matemáticas] => \ cos {(\ dfrac {\ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {2 \ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {3 \ pi} { 7})} = – \ cos {(\ dfrac {\ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {2 \ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {4 \ pi} {7})} [/ matemáticas]

[matemática] – \ cos {(\ dfrac {\ pi} {7})} * cos {(\ dfrac {2 \ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {4 \ pi} {7 })} = \ dfrac {-2 \ sin {(\ dfrac {\ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {\ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {2 \ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {4 \ pi} {7})}} {2 \ sin {(\ dfrac {\ pi} {7})}} [/ math]

[matemáticas] = \ dfrac {- \ sin {(\ dfrac {2 \ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {2 \ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {4 \ pi} {7})}} {2 \ sin {(\ dfrac {\ pi} {7})}} [/ math]

Multiplica y divide por 2,

= [matemáticas] \ dfrac {- \ sin {(\ dfrac {4 \ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {4 \ pi} {7})}} {4 \ sin {(\ dfrac {\ pi} {7})}} [/ matemáticas]

De nuevo, multiplica y divide por 2

= [matemáticas] \ dfrac {- \ sin {(\ dfrac {8 \ pi} {7})}} {8 \ sin {(\ dfrac {\ pi} {7})}} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ sin {(\ dfrac {8 \ pi} {7})} = \ sin {(\ pi + \ dfrac {\ pi} {7})} = – \ sin {(\ dfrac {\ pi} {7})} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ por lo tanto \ dfrac {- \ sin {(\ dfrac {8 \ pi} {7})}} {8 \ sin {(\ dfrac {\ pi} {7})}} = \ dfrac {- ( – \ sin {(\ dfrac {\ pi} {7})})} {8 \ sin {(\ dfrac {\ pi} {7})}} = \ dfrac {1} {8} [/ math]

=> [matemáticas] \ cos {(\ dfrac {\ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {2 \ pi} {7})} * \ cos {(\ dfrac {3 \ pi} { 7})} = \ dfrac {1} {8} [/ matemáticas]

Gracias por el A2A Bernard Blander.


Para simplificar este producto, utilizamos la identidad de doble ángulo para seno

[matemáticas] \ displaystyle \ sin 2A = 2 \ sin A \ cos A \ tag * {} [/ matemáticas]

Sustituyendo los valores de [math] A [/ math] de modo que coincidan con el problema, obtenemos

[matemáticas] \ displaystyle \ begin {align *} 2 \ sin \ frac {\ pi} 7 \ ​​cos \ frac {\ pi} 7 & = \ sin \ frac {2 \ pi} 7 \ ​​tag {0.1} \\ 2 \ sin \ frac {2 \ pi} 7 \ ​​cos \ frac {2 \ pi} 7 & = \ sin \ frac {4 \ pi} 7 \ ​​tag {0.2} \\ 2 \ sin \ frac {3 \ pi} 7 \ cos \ frac {3 \ pi} 7 & = \ sin \ frac {\ pi} 7 \ ​​tag {0.3} \ end {align *} [/ math]

Multiplicando las ecuaciones [matemática] (0.1), (0.2), [/ matemática] y [matemática] (0.3) [/ matemática] juntas, llegamos fácilmente a

[matemáticas] \ displaystyle \ begin {align *} 8 \ sin \ frac {\ pi} 7 \ ​​cos \ frac {\ pi} 7 \ ​​sin \ frac {2 \ pi} 7 \ ​​cos \ frac {2 \ pi} 7 \ sin \ frac {3 \ pi} 7 \ ​​cos \ frac {3 \ pi} 7 & = \ sin \ frac {2 \ pi} 7 \ ​​sin \ frac {4 \ pi} 7 \ ​​sin \ frac {\ pi} 7 \\\ implica \ cos \ frac {\ pi} 7 \ ​​cos \ frac {2 \ pi} 7 \ ​​cos \ frac {3 \ pi} 7 & = \ frac {\ sin \ frac {4 \ pi} 7} {8 \ sin \ frac {3 \ pi} 7} \ end {align *} \ tag * {} [/ math]

Para simplificar el lado derecho, usamos la identidad [math] \ sin (\ pi- \ theta) = \ sin \ theta [/ math] y deducimos que

[matemáticas] \ displaystyle \ frac {\ sin \ frac {4 \ pi} 7} {\ sin \ frac {3 \ pi} 7} = 1 \ etiqueta * {} [/ matemáticas]

Y por lo tanto, vemos que

[matemáticas] \ displaystyle \ large \ boxed {\ cos \ frac {\ pi} 7 \ ​​cos \ frac {2 \ pi} 7 \ ​​cos \ frac {3 \ pi} 7 = \ frac 18} \ tag * {} [ /matemáticas]

Deje [math] S = \ sin \ frac {\ pi} {7} \ sin \ frac {{2 \ pi}} {7} \ sin \ frac {{3 \ pi}} {7} [/ math]

Ahora

[matemáticas] 8S \ cos \ frac {\ pi} {7} \ cos \ frac {{2 \ pi}} {7} \ cos \ frac {{3 \ pi}} {7} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ left ({2 \ sin \ frac {\ pi} {7} \ cos \ frac {\ pi} {7}} \ right) \ left ({2 \ sin \ frac {{2 \ pi} } {7} \ cos \ frac {{2 \ pi}} {7}} \ right) \ left ({2 \ sin \ frac {{3 \ pi}} {7} \ cos \ frac {{3 \ pi }} {7}} \ right) [/ math]

[matemáticas] = \ sin \ frac {{2 \ pi}} {7} \ sin \ frac {{4 \ pi}} {7} \ sin \ frac {{6 \ pi}} {7} = \ sin \ frac {\ pi} {7} \ sin \ frac {{2 \ pi}} {7} \ sin \ frac {{3 \ pi}} {7} [/ math]

[matemáticas] = S [/ matemáticas]

Entonces,

[matemáticas] \ cos \ frac {\ pi} {7} \ cos \ frac {{2 \ pi}} {7} \ cos \ frac {{3 \ pi}} {7} = \ frac {1} {8 }[/matemáticas]