Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела тригонометрия
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#34723

Докажите равенство:

           1      1  π
arctg1+ arctg 2 + arctg3 = 2 .
Подсказки к задаче

Подсказка 1

Конечно, равенство можно доказать без помощи геометрии (одно из слагаемых мы можем непосредственно посчитать – остаётся лишь найти сумму двух углов, чьи тангенсы мы знаем), но ведь явно тут есть и красивая геометрическая интерпретация! Попробуйте придумать конструкцию, в которой бы нам встретились прямоугольные треугольники с углами arctg(1/2) и arctg(1/3)

Подсказка 2

Раз мы хотим, чтобы сумма трёх углов была равна 90 градусов, то хорошей мыслью будет от прямого угла отложить какие-то два угла + доказать, что третий будет тот самый из нашей суммы. Попробуйте провернуть такое в рамках прямоугольника! Выберите удобные стороны и отсеките прямоугольные треугольники с углами arctg(1/2) и arctg(1/3), как раз отложив такие углы от одного из прямых углов прямоугольника

Подсказка 3

Остаётся лишь доказать, что третий угол равен 45 градусам! У нас есть углы 90, а мы хотим 45 – где-то рядом мог притаиться равнобедренный прямоугольный треугольник. Найдите его, и задача убита!

Показать доказательство

Первое решение.

PIC

Отложим на оси координат от точки D  с координатами (2;0)  отрезок длины 2  влево, длины 1  вверх и длины 3  вправо. Тогда             1           1
∠BAD  =arctg 2,∠BCD  =arctg3.  В треугольнике ABC  по теореме косинусов 2           √- √--
5 =5 +10− 2⋅ 5⋅ 10⋅cosABC.  Тогда          √2-                π
cosABC = −-2   =⇒  ∠ABC  =π −4  . По теореме о сумме углов в треугольнике получаем, что     1      1   π
arctg2 +arctg3 = 4  , откуда следует           1      1   π
arctg1 +arctg2 +arctg3 = 2.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Второе решение. Сначала заметим, что arctg 1= π4  . Кроме того, arctg 12 + arctg 13 ∈ (0,π)  из-за области определения каждого арктангенса из суммы. По формуле тангенса суммы

  (            )    1  1
tg arctg 1+ arctg 1 =-2 +131-=1 =⇒   arctg 1 +arctg 1 = π
       2      3    1− 2 ⋅3             2      3   4

Поскольку угол лежит на промежутке (0,π)  , то это единственное возможное значение. Отсюда сумма из условия равна π   π  π
 4 + 4 = 2  .

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Третье решение. Рассмотрим прямоугольник ABDC  со сторонами 2  и 3  и построим из точки A  лучи с нужными тангенсами:

PIC

Заметим, что            1
∠EAB = arctg3  и            1
∠CAF = arctg2  , то есть осталось доказать, что ∠F AE =45∘ = arctg1  (поскольку сумма всех трёх равна 90∘ ). Но AF2+ FE2 =10 =AE2  , так что по обратной теореме Пифагора ∠AFE =90∘ , причём △AF E  равнобедренный прямоугольный, откуда и следует нужное равенство.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!