1984 AIME Problema 13

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13.

Halla el valor de 10cot⁡(cot⁡−13+cot⁡−17+cot⁡−113+cot⁡−121). \begin{aligned} 10\cot\bigl(&\cot^{-1}3+\cot^{-1}7\\ &{}+\cot^{-1}13+\cot^{-1}21\bigr). \end{aligned}
Find the value of 10cot⁡(cot⁡−13+cot⁡−17+cot⁡−113+cot⁡−121). \begin{aligned} 10\cot\bigl(&\cot^{-1}3+\cot^{-1}7\\ &{}+\cot^{-1}13+\cot^{-1}21\bigr). \end{aligned}
Respuesta: 15
Conceptos:identidad trigonométricamanipulación algebraica
Nivel de dificultad: 2280
Pista pequeña:
Usa cot⁡(α+β)=cot⁡αcot⁡β−1cot⁡α+cot⁡β\cot(\alpha+\beta)=\frac{\cot\alpha\cot\beta-1}{\cot\alpha+\cot\beta}
Use cot⁡(α+β)=cot⁡αcot⁡β−1cot⁡α+cot⁡β\cot(\alpha+\beta)=\frac{\cot\alpha\cot\beta-1}{\cot\alpha+\cot\beta}
Pista grande:
Combina los cuatro ángulos de cotangente inversa de dos en dos, de izquierda a derecha
Combine the four inverse-cotangent angles two at a time from left to right
Solución:
Sea α=cot⁡−13+cot⁡−17.\alpha=\cot^{-1}3+\cot^{-1}7. La fórmula de adición de la cotangente da cot⁡α=3⋅7−13+7=2. \begin{aligned} \cot\alpha&=\frac{3\cdot7-1}{3+7}\\ &=2. \end{aligned} Al combinar el siguiente ángulo se obtiene 2⋅13−12+13=53, \frac{2\cdot13-1}{2+13}=\frac53, y al combinar el último se obtiene (53)⋅21−153+21=32. \frac{(\frac{5}{3})\cdot21-1}{\frac{5}{3}+21}=\frac32. Al multiplicar por 1010 se obtiene 15.15.
Let α=cot⁡−13+cot⁡−17.\alpha=\cot^{-1}3+\cot^{-1}7. The cotangent addition formula gives cot⁡α=3⋅7−13+7=2. \begin{aligned} \cot\alpha&=\frac{3\cdot7-1}{3+7}\\ &=2. \end{aligned} Combining the next angle gives 2⋅13−12+13=53, \frac{2\cdot13-1}{2+13}=\frac53, and combining the last gives (53)⋅21−153+21=32. \frac{(\frac{5}{3})\cdot21-1}{\frac{5}{3}+21}=\frac32. Multiplying by 1010 yields 15.15.
Problema 12#12
Examen completo

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