Ii
MATU • Trigonometria
MATU_TRI_183
Problemas de Trigonometría
Enunciado
Demostrar que:
$$ \cos \frac{\pi}{7} \cos \frac{2\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7} = -\frac{1}{8} $$
$$ \cos \frac{\pi}{7} \cos \frac{2\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7} = -\frac{1}{8} $$
Solución Paso a Paso
1. Datos del problema:
Producto de cosenos cuyos ángulos están en progresión geométrica de razón 2.
2. Fórmulas usadas:
Identidad del ángulo doble: $\sin 2\theta = 2 \sin \theta \cos \theta \implies \cos \theta = \frac{\sin 2\theta}{2 \sin \theta}$.
3. Desarrollo paso a paso:
Sea $P = \cos \frac{\pi}{7} \cos \frac{2\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}$.
Multiplicamos y dividimos por $2 \sin \frac{\pi}{7}$:
$$ P = \frac{2 \sin \frac{\pi}{7} \cos \frac{\pi}{7} \cos \frac{2\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}}{2 \sin \frac{\pi}{7}} $$
$$ P = \frac{\sin \frac{2\pi}{7} \cos \frac{2\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}}{2 \sin \frac{\pi}{7}} $$
Multiplicamos y dividimos por 2 nuevamente:
$$ P = \frac{2 \sin \frac{2\pi}{7} \cos \frac{2\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}}{4 \sin \frac{\pi}{7}} = \frac{\sin \frac{4\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}}{4 \sin \frac{\pi}{7}} $$
Nuevamente por 2:
$$ P = \frac{2 \sin \frac{4\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}}{8 \sin \frac{\pi}{7}} = \frac{\sin \frac{8\pi}{7}}{8 \sin \frac{\pi}{7}} $$
Como $\frac{8\pi}{7} = \pi + \frac{\pi}{7}$, aplicamos reducción al segundo cuadrante:
$\sin(\pi + \theta) = -\sin \theta$.
$$ P = \frac{-\sin \frac{\pi}{7}}{8 \sin \frac{\pi}{7}} = -\frac{1}{8} $$
4. Resultado final:
$$ \boxed{-\frac{1}{8}} $$
Producto de cosenos cuyos ángulos están en progresión geométrica de razón 2.
2. Fórmulas usadas:
Identidad del ángulo doble: $\sin 2\theta = 2 \sin \theta \cos \theta \implies \cos \theta = \frac{\sin 2\theta}{2 \sin \theta}$.
3. Desarrollo paso a paso:
Sea $P = \cos \frac{\pi}{7} \cos \frac{2\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}$.
Multiplicamos y dividimos por $2 \sin \frac{\pi}{7}$:
$$ P = \frac{2 \sin \frac{\pi}{7} \cos \frac{\pi}{7} \cos \frac{2\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}}{2 \sin \frac{\pi}{7}} $$
$$ P = \frac{\sin \frac{2\pi}{7} \cos \frac{2\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}}{2 \sin \frac{\pi}{7}} $$
Multiplicamos y dividimos por 2 nuevamente:
$$ P = \frac{2 \sin \frac{2\pi}{7} \cos \frac{2\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}}{4 \sin \frac{\pi}{7}} = \frac{\sin \frac{4\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}}{4 \sin \frac{\pi}{7}} $$
Nuevamente por 2:
$$ P = \frac{2 \sin \frac{4\pi}{7} \cos \frac{4\pi}{7}}{8 \sin \frac{\pi}{7}} = \frac{\sin \frac{8\pi}{7}}{8 \sin \frac{\pi}{7}} $$
Como $\frac{8\pi}{7} = \pi + \frac{\pi}{7}$, aplicamos reducción al segundo cuadrante:
$\sin(\pi + \theta) = -\sin \theta$.
$$ P = \frac{-\sin \frac{\pi}{7}}{8 \sin \frac{\pi}{7}} = -\frac{1}{8} $$
4. Resultado final:
$$ \boxed{-\frac{1}{8}} $$