問題18795・・・やどかりさんのブログ https://blogs.yahoo.co.jp/oka_yadokary/38938151.html#38938151 より Orz〜
8sin3θ−4sin2θ−4sinθ+1=0 を満たす最小の正の角θは?
解答
[解答1]
sinθ≠−1 だから、両辺に sinθ+1 をかけて、(8sin3θ−4sin2θ−4sinθ+1)(sinθ+1)=0 、
8sin4θ+4sin3θ−8sin2θ−3sinθ+1=0 、8sin4θ−8sin2θ+1=3sinθ−4sin3θ 、
2(1−2sin2θ)2−1=sin3θ 、2cos22θ−1=sin3θ 、cos4θ=sin3θ 、
これを満たす最小の正の角θは 4θ+3θ=π/2 、7θ=π/2 、
θ=π/14=90゚/7=12.857142857142……゚ です。
[解答2] たけちゃんさんのコメントより
sin3θ=−4sin3θ+3sinθ ,cos2θ=1−2sin2θ を用いて,
8sin3θ−4sin2θ−4sinθ+1=0 は,−2sin3θ+2cos2θ+2sinθ−1=0 となる.
π/2−θ=x とおいて,2cos3x−2cos2x+2cosx−1=0.
cos3x−cos2x+cosx−cos0+cos(−x)−cos(−2x)+cos(−3x)=0.
z=cosx+i・sinx とおくと,
これは z3−z2+z−1+1/z−1/z2+1/z3(=f(z)とおく) の実部が0であることを意味する.
z と 1/z は共役だから,f(z)は実数であって,f(z)=0 . z7+1=0 かつ z≠−1.
x=(2n+1)π/7 (nは整数で,7で割った余りが3以外).
θ=(−4n+5)π/14 (nは整数で,7で割った余りが3以外).
最小の正のθは,n=1のときであり,θ=π/14=90゚/7=12.857142857142……゚.
*たけちゃんさんの発想はエレガントねぇ♪
わたしゃ...さっぱりわからず...色々調べて...^^;
チェビシェフの多項式が使えると...^^;v sinθ=cos(90°-θ) 90°-θ=x 与式=8cos^3(x)-4cos^2(x)-4cos(x)+1=0 天下り的に...x=π/7,3π/7,5π/7 のとき、cos(3x)=-cos(4x) チェビシェフの多項式から...cos(x)=t とすると... 4t^3-3t=-8t^4+8t^2-1 (t+1)(8t^3-4t^2-4t+1)=0 から、与式の8t^3-4t^2-4t+1=0 が求まるので... x=90-θ=3π/7 のときのθが最小の正... so...Min(θ)=90°-3*180°//7=(630°-540°)/7=90°/7 (=12.857...°)♪ こりゃ、独力では無理ですばい...^^;;...Orz...
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