Eureka 2011

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Sociedade Brasileira de Matemática

Somando-se todas as linhas acima tem-se que sen(2n + 1) x − sen x = 2 sen x ⋅ S´

∴ S´=

sen nx. cos(n + 1) x , que é exatamente o valor encontrado da parte real do sen x

somatório dado por (10).

1 1 + cos 2 x 2 2 n 1 1  cos(n + 1) x. sen nx  ⇒ S 2 = ∑ cos 2 jx = [n + S´] = n +  2 2 sen x j =1

Observando-se (9) e que cos 2 x =

(13)

que resolve o problema do cálculo de S 2 . PROBLEMA 3: Considere a seguir o problema do cálculo das somas dadas por n

n

k =1

k =1

S1 = ∑ sen 3 kx e S 2 = ∑ cos 3 kx . Seja C = cosx + isenx. Sendo C ± K = cos kx ± i sen kx pode-se escrever que

C k + C −k 2 k C − C −k sen kx = 2i cos kx =

Elevando-se

(14) (15)

a

relação 3

(

(15)

) (

ao

)

cubo

tem-se

que

C −C  C −C −3 C −C  = sen 3 kx =  2i − 8i   3 sen kx − sen 3kx (16) ⇒ sen 3 kx = 4 n n 1 n  (17) ∴ S1 = ∑ sen 3 kx =  3∑ sen kx − ∑ sen 3kx  4  k =1 k =1 k =1  nx (n + 1) x sen ⋅ sen n 2 2 e observando-se que se Por (6) tem-se que ∑ sen kx = x k =1 sen 2 D = cos 3 x + i sen 3 x teremos que: k

−k

3k

−3 k

EUREKA! N°33, 2011

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k

−k


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