Seja um triângulo tal que . Prove que o valor de é um número inteiro e o determine.
CossenoGPT
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Perceba que o produto que a questão nos fornece não contém o ângulo $\hat{A}$, logo a primeira ideia seria sumir com o $sin (\hat{A})$ e deixar em função dos ângulos $\hat{B}$ e $\hat{C}$.
$$\hat{A} + \hat{B} + \hat{C} = \pi \Rightarrow \hat{A} = \pi - (\hat{B} + \hat{C}).$$
Aplicando a função seno em ambos os lados, obtemos
$$sin (\hat{A}) = sin (\pi - (\hat{B} + \hat{C})) \Rightarrow sin (\hat{A}) = sin (\hat{B} + \hat{C})).$$
Logo, reduzimos a equação original:
$$2sin (\hat{B} + \hat{C})) = sin (\hat{B}) + sin (\hat{C}).$$
Agora basta utilizar as equações de Werner
$$4sin\left(\dfrac{\hat{B} + \hat{C}}{2}\right)cos\left(\dfrac{\hat{B} + \hat{C}}{2}\right) = 2sin\left(\dfrac{\hat{B} + \hat{C}}{2}\right)cos\left(\dfrac{\hat{B} + \hat{C}}{2}\right).$$
Dividindo em dois casos:
$$i) \ sin\left(\dfrac{\hat{B} + \hat{C}}{2}\right) = 0 \Rightarrow \hat{B} + \hat{C} = 2 \pi \ (\text{Absurdo!})$$
$$ii) \ sin\left(\dfrac{\hat{B} + \hat{C}}{2}\right) \neq 0 \Rightarrow \hat{B} + \hat{C} \neq 2 \pi$$
$$2cos\left(\dfrac{\hat{B} + \hat{C}}{2}\right) = cos\left(\dfrac{\hat{B} + \hat{C}}{2}\right).$$
Abrindo a soma arcos e usando um pouco de álgebra, chegamos em
$$cotg\left(\dfrac{\hat{B}}{2}\right)cotg\left(\dfrac{\hat{C}}{2}\right) = 3.$$