[차현우] 실력편 수학 I (2018) - 삼각함수의 정의 |
연습문제 (4~8번)_00:28:05 |
학교 선생님께서 이 문제를 드 무아부르 정리를 이용해서 풀어주셨는데 제가 잘 이해를 못해서 그러는데 이 정리를 이용한 풀이를 알려주실 수 있나요? |
드 무아부르 정리를 이용하기 위해서는 삼각함수의 덧셈정리나, 복소수의 개념을 이해하고 있어야 합니다.
또한 사실은 교과과정 외 내용이기 때문에 굳이 필요하지 않은 내용입니다.
그래도 궁금할 수 있기 때문에 참고로 서술해보면,
드 무아부르 정리란 {r(cosθ + isinθ)}^n = r^n × {cos(nθ) + isin(nθ)} 라는 공식인데,
이 문제의 경우 r = 1 이기 때문에
(cosθ + isinθ)^n = {cos(nθ) + isin(nθ)} 이 되고,
결국 cosθ + isinθ = x 라고 한다면,
x + x² + … + x^99
= cosθ + cos2θ + … + cos99θ + i(sinθ + sin2θ + … + sin99θ) 가 되는데,
x + x² + … + x^99
= 1 + x + x² + … + x^99 - 1
= (x^100 - 1)/(x-1) - 1 이 됩니다.
이 때, x^100 = (cosθ + isinθ)^100 = cos100θ + isin100θ 인데,
θ는 2π 를 100등분 한 각이기 때문에 100θ = 2π 가 되어,
결국 x^100 = cos2π + isin2π = 1 이 되어,
이를 x + x² + … + x^99 = = (x^100 - 1)/(x-1) - 1 라는 식에 대입하게 되면, 결국
x + x² + … + x^99 = -1 이라는 결과가 나오게 됩니다.
이 때, 처음에 나온 결과 중,
x + x² + … + x^99
= cosθ + cos2θ + … + cos99θ + i(sinθ + sin2θ + … + sin99θ) 라는 식이 있었고,
결국 cosθ + cos2θ + … + cos99θ + i(sinθ + sin2θ + … + sin99θ) = -1 이 되어,
실수부분인 cosθ + cos2θ + … + cos99θ = -1이 되고,
허수부분인 sinθ + sin2θ + … + sin99θ = 0 이 되어서
문제에서 요구하는 값인 cosθ + cos2θ + … + cos99θ 의 값은 -1 이 된다는 것을 알 수 있습니다.
p.s 앞서 말했던것처럼 참고로만 알아두시고, 가급적 강의에 관련된 질문을 해주시기 바랍니다^^ |