Problema Dados os ângulos internos A, B e C de um triângulo, provar a seguinte igualdade: sen 2 Asen2 Bsen2 C =2⋅[1cos A⋅cos B⋅cosC ]
Resolução Sabendo-se que A, B e C são os ângulos internos de um triângulo, quer-se chegar à igualdade sen 2 Asen2 Bsen2 C =2⋅[1cos A⋅cos B⋅cos C ] . Primeiro, pretende-se usar alguma(s) propriedade(s) decorrente(s) para os ângulos internos de um triângulo. Supondo-se α, β e γ como esses ângulos distintos entre si para um certo mesmo triângulo, temse que: α βγ=π ⇒ cos α βγ =cos π ⇒ ① cos[α β γ ]=cos π α βγ=π ⇒ α β=π −γ ⇒ ② cos α β =cos π −γ Usando-se algumas identidades trigonométricas [ cos pq=cos p⋅cos q−sen p⋅sen q e sen pq=sen p⋅cos qsen q⋅cos p ] e certa propriedade trigonométrica para o ângulo π [ cos π =−1 ] em ① , a-se a ter que: cos α β ⋅cos γ −sen α β ⋅sen γ=−1 ⇒ cos α β ⋅cos γ−sen α β ⋅sen γ=−1 ⇒ ⇒ [cos α ⋅cos β−sen α⋅sen β ]⋅cos γ −[sen α⋅cos β sen β⋅cos α ]⋅sen γ =−1 ⇒ ⇒ ③ cos α ⋅cos β ⋅cos γ −sen α ⋅sen β ⋅cos γ −sen α ⋅cos β⋅sen γ −cos α⋅sen β⋅sen γ =−1 Em seguida, substitui-se os ângulos de ③ com os ângulos fornecidos A, B e C: ④ cos A⋅cos B⋅cos C −sen A⋅sen B⋅cos C −sen A⋅cos B ⋅sen C −cos A⋅sen B⋅sen C =−1 Usando-se algumas identidades trigonométricas [ cos pq =cos p⋅cos q −sen p⋅sen q e cos p−q =cos p⋅cos q sen p⋅sen q ] em ② e aplicando-se depois certas propriedades trigonométricas para o ângulo π [ sen π =0 e cos π =−1 ], a-se a ter que: cos α β =cos π −γ ⇒ cos α ⋅cos β −sen α⋅sen β =cos π ⋅cos γ sen π ⋅sen γ ⇒ ⇒ cos α ⋅cos β −sen α ⋅sen β =−1⋅cos γ 0⋅sen γ ⇒ ⑤ cos α ⋅cos β−sen α ⋅sen β =−cos γ Depois, multiplica-se os dois membros de ⑤ por cos γ : 2
⑥ cos α⋅cos β⋅cos γ−sen α ⋅sen β ⋅cos γ =−cos γ Daí, substitui-se os ângulos de ⑥ (de 3 diferentes formas) com os ângulos dados A, B e C: 2
cos A⋅cos B⋅cos C−sen A⋅sen B⋅cos C=−cos C ⇒ ⇒ ⑦ cos A⋅cos B⋅cos C−sen A⋅sen B⋅cos C=−cos 2 C 2
cos A⋅cos C⋅cos B−sen A⋅sen C ⋅cos B=−cos B ⇒ ⇒ ⑧ cos A⋅cos B⋅cos C−sen A⋅cos B⋅sen C=−cos 2 B 2
cos B⋅cos C ⋅cos A−sen B⋅sen C ⋅cos A=−cos A ⇒ 2 ⇒ ⑨ cos A⋅cos B⋅cos C−cos A⋅sen B⋅sen C=−cos A
Soma-se ⑦ , ⑧ e ⑨ membro a membro: ⑩ 2⋅cos A⋅cos B⋅cos C cos A⋅cos B⋅cosC −sen A⋅sen B⋅cosC −sen A⋅cos B⋅senC −cos A⋅sen B⋅sen C =−cos 2 A−cos 2 B−cos 2 C Por fim, usando-se a informação de ④ em ⑩ e aplicando-se depois a identidade trigonométrica −cos2 q=sen 2 p−1 , obtém-se que: 2⋅cos A⋅cos B⋅cosC −1=−cos 2 A−cos2 B−cos 2 C ⇒ ⇒ 2⋅cos A⋅cos B⋅cos C −1=sen2 A−1sen 2 B−1sen 2 C −1 ⇒ 2 2 2 ⇒ 2⋅cos A⋅cos B⋅cos C – 13=sen Asen Bsen C ⇒ 2 2 2 ⇒ 2⋅[cos A⋅cos B⋅cos C 1]=sen Asen Bsen C CQD
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Fonte A princípio, as melhores (mais familiares, recomendáveis ou até confiáveis, etc) fontes para consultar as dúvidas são os livros-textos e as anotações de aula. Contudo, se não estiver com eles à mão ou se realmente precisar consultar dúvidas rápidas, talvez algumas outras fontes como impressos alternativos ou até páginas eletrônicas (encontradas pela internet) possam ajudar também; por exemplo, aqui serviu o título Um Curso de Cálculo Vol. 1 (2ª edição, de 1987 e reimpressa em 1991 pela 2ª vez, livro disponível em http://www.livrariadafisica.com.br/detalhe_produto.aspx?id=4997).