IME / ITA(IIT - JEE) Logaritmo, somatório e trigonometria

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Ittalo25
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Abr 2015 04 23:56

(IIT - JEE) Logaritmo, somatório e trigonometria

Mensagem não lida por Ittalo25 »

\sum_{r=1}^{4}log_{[2]} (sin\left(\frac{r.\pi }{5}\right))= M

Então o valor de (2)^{M+4} é:
Resposta

5

Editado pela última vez por Ittalo25 em 04 Abr 2015, 23:56, em um total de 1 vez.
Ninguém pode ser perfeito, mas todos podem ser melhores. [\Bob Esponja]
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Set 2015 12 04:00

Re: (IIT - JEE) Logaritmo, somatório e trigonometria

Mensagem não lida por Ittalo25 »

\sum_{r=1}^{4}log_{[2]} (sin\left(\frac{r.\pi }{5}\right))= M

sin (\frac{\pi }{5})\cdot sin(\frac{2\pi }{5})\cdot sin (\frac{3\pi }{5}) \cdot sin(\frac{4\pi }{5})= 2^M

Fazendo:

z = cos(\frac{\pi }{5})+isin (\frac{\pi }{5})

z^5+1 = 0

z^5+z^4-z^4+z^3-z^3+z^2-z^2+z -z+ 1 = 0

z^4.(z+1)-z^3.(z+1)+z^2.(z+1)-z.(z+1)+(z + 1) = 0

(z+1)\cdot (z^4-z^3+z^2-z+1) = 0

Trabalhando com o segundo fator:

z^4-z^3+z^2-z+1 = 0

-\frac{1}{z}+\frac{1}{z^2}+z^2-z+1 = 0

-z^{-1}+z^{-2}+z^2-z+1 = 0

Fazendo:

z^{-1}+z = 2cos(\frac{\pi }{5}) = x

x^2-x-1 = 0

cos(\frac{\pi }{5}) = \frac{1+\sqrt{5}}{4}

Voltando à expressão e usando o fato:

sen(\frac{\pi }{5}) = (\frac{z^2-1}{2iz})

sin (\frac{\pi }{5})\cdot sin(\frac{2\pi }{5})\cdot sin (\frac{3\pi }{5}) \cdot sin(\frac{4\pi }{5})= 2^M

(\frac{z^2-1}{2iz}).(\frac{z^4-1}{2iz^2}).(\frac{z^6-1}{2iz^3}).(\frac{z^8-1}{2iz^4})= 2^M

(z^2-1).(z^4-1).(z+1).(z^3+1)= 16\cdot 2^M

z^{10} + z^9 - z^8 -2z^5 - z^2 + z + 1= 16\cdot 2^M

-z^4 + z^3  - z^2 + z + 4= 16\cdot 2^M

z^{-1} -z^{-2}  - z^2 + z + 4= 16\cdot 2^M

2\cdot(cos(\frac{\pi }{5})) - 2\cdot (cos(\frac{2\pi }{5})) + 4= 16\cdot 2^M

2\cdot(\frac{1+\sqrt{5}}{4}) - 2\cdot (\frac{(1+\sqrt{5})^2}{8} -1) + 4= 16\cdot 2^M

5 =  2^{M+4}

Editado pela última vez por Ittalo25 em 12 Set 2015, 04:00, em um total de 1 vez.
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