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Suma de cuadrados de cotangents (Verifica bien de expresión)

He encontrado ejercicio en "Introducción al álgebra" Parte I (A. I. Kostrikin)

Verificación de expresión $\sum_{k=1}^n\cot^2\frac{k\pi}{2n+1}=\frac{n(2n-1)}{3}$ $n=1,2,3,4,5$.

Para $n=1,2$ es simple.

$\cot\frac{\pi}{3}=\frac{1}{\sqrt{3}}$, lo $\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right)^2=\frac{1}{3}=\frac{1(2-1)}{3}$.

$\cot\frac{\pi}{5}=\sqrt{1+\frac{2}{\sqrt{5}}}$ $\cot\frac{2\pi}{5}=\sqrt{1-\frac{2}{\sqrt{5}}}$ , lo $\left(\sqrt{1+\frac{2}{\sqrt{5}}}\right)^2+\left(\sqrt{1-\frac{2}{\sqrt{5}}}\right)^2=2=\frac{2\cdot3}{3}$.

Pero para los más grandes valores que tiene un montón de problemas. Este es el comienzo de libro y creo que debería ser forma sencilla de resolver. He encontrado la prueba de un caso aquí (Prueba de $n=3$), pero esto es mucho más complicado de casos $n=1,2$. Es allí cualquier manera básica para resolver ese ejercicio? Sin polinomios de Chebyshev o Teoplitz matrices?

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Pauly B Puntos 3222

Véase esta prueba del problema de Basilea; demuestra su expresión natural $n$, así como la misma expresión con $\csc$ $\cot$. Me imagino si utiliza $(\cos x)^n$ en el denominador en vez de $(\sin x)^n$ en la prueba, también se podría determinar el valor de la expresión $\tan$ y $\sec$ así.

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