Bài 1: Chứng minh rằng :
$\sqrt[3]{\cos\frac{2\pi}{7}}+\sqrt[3]{\cos\frac{4\pi}{7}}+\sqrt[3]{\cos\frac{6\pi}{7}}=\sqrt[3]{\frac{5-3.\sqrt[3]{7}}{2}}$
Sáu tháng trời cho một lời giải =))
Lời giải :
Nhận xét : $\frac{2\pi}{7}, \frac{4\pi}{7}, \frac{6\pi}{7},$ là nghiệm của phương trình :
$$4x=-3x+k2\pi\\$$
$$\Leftrightarrow \cos 4x=\cos 3x\\$$
$$\Leftrightarrow 8\cos ^{4}x-4\cos^{3}x-8\cos^{2}+3\cos x+1=0\\$$
$$\Leftrightarrow (\cos x-1)(8\cos^{3}x+4\cos^{2}x-4\cos x-1)=0$$
Vì $\frac{2\pi}{7}, \frac{4\pi}{7}, \frac{6\pi}{7}$ không phải là nghiệm của phương trình $\cos x-1=0$ nên là nghiệm của
$$8\cos^{3}x+4\cos^{2}x-4\cos x-1=0\\$$
$$\Leftrightarrow (2\cos x)^{3}+(2\cos x)^{2}-2.(2\cos x)-1=0 \\$$
Đặt $t_{1}=2\cos \frac{2\pi}{7};t_{2}=2\cos \frac{4\pi}{7};t_{3}=2\cos \frac{6\pi}{7};$.Khi đó $t_{1},t_{2};t_{3}$ là nghiệm của phương trình :
$$t^{3}+t^{2}-2t-1=0$$
Theo định lý Vi-Ét thì :
$t_{1}+t_{2}+t_{3}=-1;t_{1}.t_{2}+t_{2}.t_{3}+t_{1}.t_{3}=-2;t_{1}.t_{2}.t_{3}=1$
Mặt khác, ta đã biết : Với các biến $x,y,z$ đều có thể đưa về các đa thức đối xứng cơ sở là $x+y+z; xy+yz+xz; xyz$
Do đó ta đặt
$$A= \sqrt[3]{t_{1}}+\sqrt[3]{t_{2}}+\sqrt[3]{t_{3}};\\$$
$$B=\sqrt[3]{t_{1}}\sqrt[3]{t_{2}}+\sqrt[3]{t_{2}}\sqrt[3]{t_{3}}+\sqrt[3]{t_{3}}\sqrt[3]{t_{1}}$$
Ta có :
$$A^{3}=t_{1}+t_{2}+t_{3}+3(\sqrt[3]{t_{1}}+\sqrt[3]{t_{2}}+\sqrt[3]{t_{3}})(\sqrt[3]{t_{1}}\sqrt[3]{t_{2}}+\sqrt[3]{t_{2}}\sqrt[3]{t_{3}}+\sqrt[3]{t_{1}}\sqrt[3]{t_{3}})-3\sqrt[3]{t_{1}}\sqrt[3]{t_{2}}\sqrt[3]{t_{3}}=-1+3AB-3=3AB-4;\\$$
$$B^{3}=t_{1}t_{2}+t_{2}t_{3}+t_{1}t_{3}+3AB -3\sqrt[3]{t_{1}^{2}t_{2}^{2}t_{3}^{2}}=3AB-5;\\$$
$$\Rightarrow (AB)^{3}=(3AB-4)(3AB-5)\\$$
$$\Leftrightarrow (AB)^{3}-9(AB)^{2}+27AB-20=0\\$$
$$\Leftrightarrow (AB-3)^{3}=-7\\$$
$$\Leftrightarrow AB=3-\sqrt[3]{7}\Rightarrow A^{3}=5-3\sqrt[3]{7}\Leftrightarrow A=\sqrt[3]{5-3\sqrt[3]{7}}.$$
Từ đó suy ra được :
$$\sqrt[3]{\cos \frac{2\pi}{7}}+\sqrt[3]{\cos \frac{4\pi}{7}}+\sqrt[3]{\cos \frac{6\pi}{7}}=\sqrt[3]{ \frac{5-3\sqrt[3]{7}}{2}}$$
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi caybutbixanh: 02-11-2014 - 23:16