Question

[Nguyễn Hương Giang]

Cho \(P_oP_1.....P_{n-1}\) là đa giác đều nội tiếp đường tròn bán kính 1. Chứng minh :

a) \(P_0P_1.P_0P_2.....P_0P_{n-1}=n\)

b) \(\sin\frac{\pi}{n}\sin\frac{2\pi}{n}......\sin\frac{\left(2n-1\right)\pi}{n}=\frac{1}{2^{n-1}}\)

c) \(\sin\frac{\pi}{2n}\sin\frac{3\pi}{2n}.......\sin\frac{\left(2n-1\right)\pi}{2n}=\frac{1}{2^{n-2}}\)

Answer 1

[Nguyễn Trọng Phúc]

a) Giả sử các đỉnh đa giác là các điểm biểu diễn hình học các căn bậc n của đơn vị \(P_o=1\). Xét đa thức :

\(f=z^n-1=\left(z-1\right)\left(z-\omega\right)........\left(z-\omega^{n-1}\right),\omega=\cos\frac{2\pi}{n}+i\sin\frac{2\pi}{n}\)

Rõ ràng :

\(n=f'\left(1\right)=\left(1-\omega\right)\left(1-\omega^2\right)...\left(1-\omega^{n-1}\right)\)

Lấy Modun 2 vế ta được kết quả

b) Ta có :

\(1-\omega^k=1-\cos\frac{2k\pi}{n}-i\sin\frac{2k\pi}{n}=2\sin^2\frac{k\pi}{n}-2i\sin\frac{k\pi}{n}\cos\frac{k\pi}{n}\)

          \(=2\sin\frac{k\pi}{n}\left(\sin\frac{k\pi}{n}-i\cos\frac{k\pi}{n}\right)\)

Do đó : \(\left|1-\omega^k\right|=2\sin\frac{k\pi}{n},k=1,2,....,n-1\)

Sử dụng a) ta có điều phải chứng minh

c) Xét đa giác đều \(Q_oQ_1.....Q_{2n-1}\) nội tiếp trong đường tròn, các đỉnh của nó là điểm biểu diễn hình học của \(\sqrt{n}\) của đơn vị.

Theo a) \(Q_oQ_1.Q_oQ_2....Q_oQ_{2n-1}=2n\)

Bây giờ xét đa giác đều \(Q_oQ_2....Q_{2n-1}\)  ta có \(Q_oQ_2.Q_oQ_4..Q_oQ_{2n-2}=n\)

Do đó \(Q_oQ_1.Q_oQ_3..Q_oQ_{2n-1}=2\) Tính toán tương tự phần b) ta được

\(Q_oQ_{2k-1}=2\sin\frac{\left(2k-1\right)\pi}{2n},k=1,2....n\) và ta có điều phải chứng minh