Question Number 28370 by abdo imad last updated on 24/Jan/18 | ||
$$\left.\mathrm{1}\right)\:{factorizse}\:{p}\left({x}\right)\:={x}^{{n}} \:−\mathrm{1}\:\:{inside}\:{C}\left[{x}\right] \\ $$$$\left.\mathrm{2}\right)\:{find}\:{the}\:{value}\:{of}\:\:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:{sin}\left(\frac{{k}\pi}{{n}}\right) \\ $$$$\left.\mathrm{3}\right){find}\:{also}\:{the}\:{value}\:{of}\:\:\:\:\prod_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:\:{sin}\left(\frac{{k}\pi}{{n}}\:+\theta\right). \\ $$ | ||
Commented by abdo imad last updated on 26/Jan/18 | ||
$$\left.\mathrm{1}\right){the}\:{roots}\:{of}\:{p}\left({x}\right)\:{are}\:{the}\:{complex}\:{z}_{{k}} =\:{e}^{{i}\frac{\mathrm{2}{k}\pi}{{n}}} \:\:{and}\:{k}\:\in\left[\left[\mathrm{0},{n}−\mathrm{1}\right]\right] \\ $$$${and}\:{p}\left({x}\right)=\lambda\:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:\left({x}−{z}_{{k}} \right)\:.{it}\:{s}\:{clear}\:{that}\:\lambda=\mathrm{1}\: \\ $$$$\left.\mathrm{2}\right){p}\left({x}\right)=\:\left({x}−\mathrm{1}\right)\:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \left(\:{x}−\:{e}^{{i}\frac{\mathrm{2}{k}\pi}{{n}}} \:\right)\:\:\:{for}\:{x}\neq\mathrm{1} \\ $$$$\frac{{p}\left({x}\right)}{{x}−\mathrm{1}}\:=\:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:\left({x}−\:{e}^{{i}\:\frac{\mathrm{2}{k}\pi}{{n}}} \right)\: \\ $$$$\Rightarrow\:\:{lim}_{{x}\rightarrow\mathrm{1}} \:\:\frac{{x}^{{n}} −\mathrm{1}}{{x}−\mathrm{1}}\:=\:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:\left(\mathrm{1}−{cos}\left(\frac{\mathrm{2}{k}\pi}{{n}}\right)\:−{isin}\left(\frac{\mathrm{2}{k}\pi}{{n}}\right)\right) \\ $$$$\Rightarrow\:{n}=\:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}\:{sin}^{} \left(\frac{{k}\pi}{{n}}\right)\:−\mathrm{2}{isin}\left(\frac{{k}\pi}{{n}}\right){cos}\left(\frac{{k}\pi}{{n}}\right)\right) \\ $$$$\Rightarrow{n}=\:\left(−\mathrm{2}{i}\right)^{{n}−\mathrm{1}} \:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \left({sin}\left(\frac{{k}\pi}{{n}}\right)\left({e}^{{i}\frac{{k}\pi}{{n}}} \right)\right) \\ $$$$\Rightarrow\:{n}=\:\left(−\mathrm{2}{i}\right)^{{n}−\mathrm{1}} \left(\:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:{sin}\left(\frac{{k}\pi}{{n}}\right)\right)\:{e}^{{i}\frac{\pi}{{n}}\sum_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} {k}} \\ $$$$\Rightarrow{n}=\:\left(−\mathrm{2}{i}\right)^{{n}−\mathrm{1}} \:{e}^{{i}\frac{\pi}{{n}}\frac{{n}\left({n}−\mathrm{1}\right)}{\mathrm{2}}} \prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:{sin}\left(\frac{{k}\pi}{{n}}\right) \\ $$$$=\left(−{i}\right)^{{n}−\mathrm{1}} \:{i}^{{n}−\mathrm{1}} \:\:\mathrm{2}^{{n}−\mathrm{1}} \prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:{sin}\left(\frac{{k}\pi}{{n}}\right)=\:\mathrm{2}^{{n}−\mathrm{1}} \:\:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:{sin}\left(\frac{{k}\pi}{{n}}\right) \\ $$$$\Rightarrow\:\prod_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \:{sin}\left(\frac{{k}\pi}{{n}}\right)=\:\frac{{n}}{\mathrm{2}^{{n}−\mathrm{1}} }\:\:.\:\:\:\:\left({n}\geqslant\mathrm{2}\right)\:\:\:....{be}\:{continued}..... \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$ | ||