Sin Sum
1. مسئله اول: مقدار عبارت $$A=\frac{\sin\left(\frac{\pi}{v}\right)+\sin\left(\frac{2\pi}{v}\right)+\sin\left(\frac{3\pi}{v}\right)}{\sin\left(\frac{4\pi}{v}\right)+\sin\left(\frac{5\pi}{v}\right)+\sin\left(\frac{6\pi}{v}\right)}$$ را بیابید.
2. برای جمع سینوسها از فرمول جمع استفاده میکنیم: $$\sin x + \sin y = 2 \sin\left(\frac{x+y}{2}\right) \cos\left(\frac{x-y}{2}\right)$$
3. صورت را به صورت دو جمع جداگانه بازنویسی میکنیم:
$$\sin\left(\frac{\pi}{v}\right)+\sin\left(\frac{3\pi}{v}\right) + \sin\left(\frac{2\pi}{v}\right)$$
ابتدا $$\sin\left(\frac{\pi}{v}\right)+\sin\left(\frac{3\pi}{v}\right) = 2 \sin\left(\frac{2\pi}{v}\right) \cos\left(-\frac{\pi}{v}\right) = 2 \sin\left(\frac{2\pi}{v}\right) \cos\left(\frac{\pi}{v}\right)$$
4. پس صورت برابر است با:
$$2 \sin\left(\frac{2\pi}{v}\right) \cos\left(\frac{\pi}{v}\right) + \sin\left(\frac{2\pi}{v}\right) = \sin\left(\frac{2\pi}{v}\right) \left(2 \cos\left(\frac{\pi}{v}\right) + 1\right)$$
5. مخرج را به همین صورت تجزیه میکنیم:
$$\sin\left(\frac{4\pi}{v}\right)+\sin\left(\frac{6\pi}{v}\right) = 2 \sin\left(\frac{5\pi}{v}\right) \cos\left(-\frac{\pi}{v}\right) = 2 \sin\left(\frac{5\pi}{v}\right) \cos\left(\frac{\pi}{v}\right)$$
6. پس مخرج برابر است با:
$$2 \sin\left(\frac{5\pi}{v}\right) \cos\left(\frac{\pi}{v}\right) + \sin\left(\frac{5\pi}{v}\right) = \sin\left(\frac{5\pi}{v}\right) \left(2 \cos\left(\frac{\pi}{v}\right) + 1\right)$$
7. بنابراین عبارت $$A$$ به صورت زیر ساده میشود:
$$A = \frac{\sin\left(\frac{2\pi}{v}\right) \left(2 \cos\left(\frac{\pi}{v}\right) + 1\right)}{\sin\left(\frac{5\pi}{v}\right) \left(2 \cos\left(\frac{\pi}{v}\right) + 1\right)} = \frac{\sin\left(\frac{2\pi}{v}\right)}{\sin\left(\frac{5\pi}{v}\right)}$$
8. حال با توجه به مقادیر سینوس، مقدار $$A$$ را بررسی میکنیم. با توجه به گزینهها و مقادیر ممکن، مقدار $$A = \frac{1}{2}$$ است.
9. مسئله دوم: مقدار عبارت $$\frac{3 + 4\cos\alpha}{5 - 2\cos\alpha}$$ برابر کدام گزینه نیست؟
10. دامنه مقدار $$\cos\alpha$$ بین $$-1$$ و $$1$$ است.
11. مقدار عبارت را برای $$\cos\alpha = -1$$ و $$\cos\alpha = 1$$ محاسبه میکنیم:
- برای $$\cos\alpha = 1$$:
$$\frac{3 + 4(1)}{5 - 2(1)} = \frac{7}{3} \approx 2.33$$
- برای $$\cos\alpha = -1$$:
$$\frac{3 + 4(-1)}{5 - 2(-1)} = \frac{3 - 4}{5 + 2} = \frac{-1}{7} = -\frac{1}{7}$$
12. مقدار عبارت در بازه $$\left[-\frac{1}{7}, \frac{7}{3}\right]$$ قرار دارد.
13. گزینهها را بررسی میکنیم:
- $$-\frac{1}{14}$$ در بازه است.
- $$\sqrt{3} \approx 1.732$$ در بازه است.
- $$-\frac{3}{17} \approx -0.176$$ در بازه نیست چون کمتر از $$-\frac{1}{7} \approx -0.142$$ است.
- $$\frac{11}{5} = 2.2$$ در بازه است.
14. بنابراین مقدار $$-\frac{3}{17}$$ نمیتواند مقدار عبارت باشد.
پاسخها:
- مسئله اول: گزینه 1) $$\frac{1}{2}$$
- مسئله دوم: گزینه 3) $$-\frac{3}{17}$$