به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
315 بازدید
در دبیرستان و دانشگاه توسط mansour (784 امتیاز)
ویرایش شده توسط قاسم شبرنگ

فرض کنید$A_0,A_1,A_2,A_3,A_4$;دایره واحد به شعاع یک را به ۵ بخش مساوی تقسیم کنند.ثابت کنید وترهای$A_0A_1وA_0A_2 $در تساوی زیر صدق میکنند: $(A_0A_1.A_0A_2)^2=5$

مرجع: کتاب حل مسئله از طریق مسئله لورنسی لارسن

2 پاسخ

0 امتیاز
توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
انتخاب شده توسط mansour
 
بهترین پاسخ

نقاط مورد نظر را ریشه های واح یک در نظر میگیریم و متناظر با اندیسها قرار میدهیم:

$z_k=e^{ \frac{2k \pi i}{5}},k=0,1,2,3,4$

واضح است که:

$A_0A_1^2=|z_1-z_0|^2=(z_1-z_0) \overline{(z_1-z_0)}=(z_1-z_0)( \overline{z_1} - \overline{z_0} )=(e^{ \frac{2\pi i}{5}}-1)(e^{ \frac{-2 \pi i}{5}}-1)$

$2-e^{ \frac{2 \pi i}{5} }-e^{ \frac{-2 \pi i}{5}}$

و به همین ترتیب:

$A_0A_2^2=(e^{ \frac{4\pi i}{5}}-1)(e^{ \frac{-4\pi i}{5}}-1)=2-e^{ \frac{4 \pi i}{5} }-e^{ \frac{-4 \pi i}{5}}$

$ \Rightarrow (A_0A_1.A_0A_2)^2=A_0A_1^2A_0A_2^2=(2-e^{ \frac{2 \pi i}{5} }-e^{ \frac{-2 \pi i}{5}})(2-e^{ \frac{4 \pi i}{5} }-e^{ \frac{-4 \pi i}{5}})$

$=4-2e^{ \frac{4 \pi i}{5} }-2e^{ \frac{-4 \pi i}{5} }-2e^{ \frac{2 \pi i}{5} }+e^{ \frac{6 \pi i}{5} }+e^{ \frac{-2 \pi i}{5} }-2e^{ \frac{-2 \pi i}{5} }+e^{ \frac{2 \pi i}{5} }+e^{ \frac{6 \pi i}{5} }$

$=4-2e^{ \frac{4 \pi i}{5} }-2e^{ \frac{-4 \pi i}{5} }-e^{ \frac{2 \pi i}{5} }-e^{ \frac{-2 \pi i}{5} }+e^{ \frac{6 \pi i}{5} }+e^{ \frac{-6 \pi i}{5} }$

$=4-2e^{ \frac{4 \pi i}{5} }-2e^{ \frac{-4 \pi i}{5} }-e^{ \frac{2 \pi i}{5} }-e^{ \frac{-2 \pi i}{5} }+e^{ \frac{6 \pi i}{5} -2 \pi i}+e^{ \frac{-6 \pi i}{5}+2 \pi i }$

$=4-2e^{ \frac{4 \pi i}{5} }-2e^{ \frac{-4 \pi i}{5} }-e^{ \frac{2 \pi i}{5} }-e^{ \frac{-2 \pi i}{5} }+e^{ \frac{-4 \pi i}{5} }+e^{ \frac{4 \pi i}{5} }$

$4-e^{ \frac{4 \pi i}{5} }-e^{ \frac{-4 \pi i}{5} }-e^{ \frac{2 \pi i}{5} }-e^{ \frac{-2 \pi i}{5}}=4-2(Cos \frac{2 \pi }{5} +Cos \frac{4 \pi }{ 5 } )=4-2(-0.5)(?)=4+1=5$

$ \Box $

0 امتیاز
توسط mansour (784 امتیاز)

در دایره به شعاع واحد طول هر وتر برابر است با دو برابر سینوس نصف زاویه مرکزی روبرو به آن بنابراین $$A_0A_1=2sin36==4sin18cos18,A_0A_2=2sin72=2cos18,A_0A_1.A_0A_2=8sin18 cos^{2}18 $$

ولی 2sin18, برابر است با طول ضلع ۱۰ ضلعی منتظم محاط در دایره واحد. و می‌دانیم که این طول برابر $$( \sqrt{5}-1 ) \frac{1}{2} $$ است بنابراین

$$ cos^{2}18=1- sin^{2}18= \frac{5+ \sqrt{5} }{8} = \sqrt{5}. \frac{ \sqrt{5} +1}{8} $$

و ازآنجا

$$8sin18. cos^{2}18=8 \sqrt{5}. \frac{ \sqrt{5}+1 }{8}. \frac{ \sqrt{5}-1 }{4}= \sqrt{5} $$

و در نتیجه:

$$ (A_0A_1.A_0A_2)^{2} = \sqrt{5} ^{2} =5$$

ریاضیدان، کسی است که شباهت ها را بین قضایا دریابد. ریاضیدان بهتر کسی است که بتواند شباهت بین برهان ها را ببیند. بهترین ریاضیدان کسی است که بتواند به شباهت بین نظریه ها توجه کند. و می توان تصور کرد که ریاضیدان نهایی کسی است که بتواند شباهت بین شباهت ها را مشاهده کند.
...