Cho $ΔABC$ có ba góc với: $\cot(\widehat{\dfrac{A}{2}})$; $\cot(\widehat{\dfrac{B}{2}})$; $\cot(\widehat{\dfrac{C}{2}})$ theo thứ tự đó lập thành một cấp số cộng. Chứng minh ba cạnh tương ứng theo thứ tự đó cũng tạo thành một cấp số cộng
Cho $ΔABC$ có ba góc với: $\cot(\widehat{\dfrac{A}{2}})$; $\cot(\widehat{\dfrac{B}{2}})$; $\cot(\widehat{\dfrac{C}{2}})$ theo thứ tự đó lập thành một cấp số cộng. Chứng minh ba cạnh tương ứng theo thứ tự đó cũng tạo thành một cấp số cộng
Giải thích các bước giải:
Ta có:
$\cot\left(\dfrac{A}{2}\right), \cot\left(\dfrac{B}{2}\right), \cot\left(\dfrac{C}{2}\right)$ lập thành cấp số cộng
$\to \cot\left(\dfrac{A}{2}\right)+\cot\left(\dfrac{C}{2}\right)=2\cot\left(\dfrac{B}{2}\right)$
$\to \dfrac{\cos\left(\dfrac{A}{2}\right)}{\sin\left(\dfrac{A}{2}\right)}+\dfrac{\cos\left(\dfrac{C}{2}\right)}{\sin\left(\dfrac{C}{2}\right)}=2\dfrac{\cos\left(\dfrac{B}{2}\right)}{\sin\left(\dfrac{B}{2}\right)}$
$\to \dfrac{\cos\left(\dfrac{A}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{C}{2}\right)+\cos\left(\dfrac{C}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{A}{2}\right)}{\sin\left(\dfrac{A}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{C}{2}\right)}=\dfrac{2\cos\left(\dfrac{B}{2}\right)}{\sin\left(\dfrac{B}{2}\right)}$
$\to \dfrac{\cos\left(\dfrac{A}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{C}{2}\right)+\cos\left(\dfrac{C}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{A}{2}\right)}{\sin\left(\dfrac{A}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{C}{2}\right)}=\dfrac{2\cos\left(\dfrac{B}{2}\right)}{\sin\left(\dfrac{B}{2}\right)}$
$\to \dfrac{\sin\left(\dfrac{A}{2}+\dfrac{C}{2}\right)}{\sin\left(\dfrac{A}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{C}{2}\right)}=\dfrac{2\sin\left(90^o-\dfrac{B}{2}\right)}{\cos\left(90^o-\dfrac{B}{2}\right)}$
$\to \dfrac{\sin\left(\dfrac{A+C}{2}\right)}{\sin\left(\dfrac{A}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{B}{2}\right)}=\dfrac{2\sin\left(\dfrac{A+C}{2}\right)}{\cos\left(\dfrac{A+C}{2}\right)}$
$\to 2\sin\left(\dfrac{A}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{C}{2}\right)=\cos\left(\dfrac{A+C}{2}\right)$
$\to -\left(\cos\left(\dfrac{A+C}{2}\right)-\cos\left(\dfrac{A-C}{2}\right)\right)=\cos\left(\dfrac{A+C}{2}\right)$
$\to \cos\left(\dfrac{A-C}{2}\right)=2\cos\left(\dfrac{A+C}{2}\right)$
$\to \cos\left(\dfrac{A-C}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{A+C}{2}\right)=2\cos\left(\dfrac{A+C}{2}\right)\cdot\sin\left(\dfrac{A+C}{2}\right)$
$\to \dfrac12\left(\sin\left(\dfrac{A-C}{2}+\dfrac{A+C}{2}\right)-\sin\left(\dfrac{A-C}{2}-\dfrac{A+C}{2}\right)\right)=\sin\left(A+C\right)$
$\to \dfrac12\left(\sin\left(A\right)-\sin\left(-C\right)\right)=\sin\left(180^o-B\right)$
$\to \dfrac12\left(\sin\left(A\right)+\sin\left(C\right)\right)=\sin\left(B\right)$
$\to \sin\left(A\right)+\sin\left(C\right)=2\sin\left(B\right)$
$\to \sin\left(A\right)\cdot 2R+\sin\left(C\right)\cdot 2R=2\sin\left(B\right)\cdot 2R$
$\to a+c=2b$
$\to a,b,c$ là cấp số cộng