• Сколько острых углов φ удовлетворяет соотношению
    sin(φ)+sin(2φ)+sin(3φ)+…+sin(27φ)=0 ?

Ответы 4

  • Норм решение?
  • Мне птичка на крыльях принесла, что там можно просто разделить и умножить всю сумму на sin(x/2), тогда получается красиво, когда произведение синусов расписать
    • Автор:

      scooter
    • 6 лет назад
    • 0
  • Да, спасибо;)
    • Автор:

      blue
    • 6 лет назад
    • 0
  • Памятуя, что

    \sin n\varphi = \text{Im}(e^{in\varphi})

    Перепишем уравнение следующим образом

    \text{Im}(e^{i\varphi}+e^{2i\varphi}+...+e^{27i\varphi}) = 0

    Теперь увидим в скобках обычную геометрическую прогрессию

    \text{Im}\left(\frac{e^{i\varphi}(1-e^{27i\varphi})}{1-e^{i\varphi}}ight)=0

    Домножим числитель и знаменатель на комплексно сопряженное знаменателю число (мы можем это сделать, так как фи от 0 до пи пополам строго). В знаменателе будет чисто действительное число, поэтому уравнение можно будет упростить до

    \text{Im}[(1-e^{-i\varphi})e^{i\varphi}(1-e^{27i\varphi})]=0\\ \text{Im}[(1-e^{i\varphi})(1-e^{27i\varphi})] = 0

    Обсудим более подробно функцию действительного параметра

    f(\alpha) = 1-\exp(i\alpha)

    Множество ее значений на комплексной плоскости - это окружность единичного радиуса, смещенная на 1 по оси действительных значений. Поэтому действительность произведения (см последнее уравнение)

    \text{Im}[f(\varphi)f(27\varphi)] = 0Означает две вещи, либо сумма комплексных аргументов сомножителей равна πk, либо второй сомножитель равен 0 (напомним что для острых φ первый множитель не зануляется)Рассмотрим первую ветвь поподробнее, воспользовавшись тем, что\tan\arg f(\alpha) = -\frac{\sin\alpha}{1+\cos\alpha} = -\tan(\alpha/2)\\\\
\arg f(\varphi)+\arg f (27\varphi) = \pi k\\
\tan(\arg f(\varphi)+\arg f (27\varphi)) = 0\\
\tan(\varphi/2)+\tan(27\varphi/2) = 0\\
\varphi/2 = -27\varphi/2+\pi k\\
\varphi = \pi k/14Первая ветвь дает решения в нашей областиπ/14; 2π/14; 3π/14 ... 6π/14 (6 корней)Вторая ветвь f(27φ) = 0 имеет элементарное решение27\varphi = 2\pi k\\
\varphi = \frac{2}{27}\pi kИ это дает нам корни2π/27; 4π/27; 6π/27...12π/27 (еще 6 корней, не совпадающих с первыми)! Итого ответ 12 корней. !В справедливости ответа можно убедиться, построив график в любом графопостроителе. Интересный факт, корни первого семейства расположены достаточно близко к корням второго семейства (по сравнению с характерным расстоянием между парами корней)

    • Автор:

      byron
    • 6 лет назад
    • 0
  • Добавить свой ответ

Войти через Google

или

Забыли пароль?

У меня нет аккаунта, я хочу Зарегистрироваться

How much to ban the user?
1 hour 1 day 100 years