Question Number 30000 by ajfour last updated on 14/Feb/18
$${If}\:\mathrm{cos}\:\alpha\:=\:\mathrm{sin}\:\beta\:\mathrm{sin}\:\phi=\mathrm{sin}\:\gamma\:\mathrm{cos}\:\psi \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\mathrm{cos}\:\beta\:=\:\mathrm{sin}\:\gamma\:\mathrm{sin}\:\psi\:=\mathrm{sin}\:\alpha\:\mathrm{cos}\:\theta \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\mathrm{cos}\:\gamma\:=\:\mathrm{sin}\:\alpha\:\mathrm{sin}\:\theta\:=\mathrm{sin}\:\beta\:\mathrm{cos}\:\phi \\ $$$${then}\:{find}\:\:\mathrm{cos}\:\alpha,\:\mathrm{cos}\:\beta\:,\:\mathrm{cos}\:\gamma\:\:\: \\ $$$${briefly}\:{and}\:{if}\:{possible}\:{linearly} \\ $$$${in}\:{terms}\:{of}\:{only}\:\mathrm{sin}\:\theta,\:\mathrm{cos}\:\theta, \\ $$$$\mathrm{sin}\:\phi,\:\mathrm{cos}\:\phi,\:\mathrm{sin}\:\psi,\:\mathrm{cos}\:\psi\:. \\ $$
Commented by ajfour last updated on 15/Feb/18
$$\:{entangled}\:!\:{please}\:{help}\:.. \\ $$
Answered by mrW2 last updated on 16/Feb/18
$$\mathrm{cos}\:\alpha\:=\:\mathrm{sin}\:\beta\:\mathrm{sin}\:\phi=\mathrm{sin}\:\gamma\:\mathrm{cos}\:\psi={a} \\ $$$$\mathrm{cos}\:\beta\:=\:\mathrm{sin}\:\gamma\:\mathrm{sin}\:\psi\:=\mathrm{sin}\:\alpha\:\mathrm{cos}\:\theta={b} \\ $$$$\mathrm{cos}\:\gamma\:=\:\mathrm{sin}\:\alpha\:\mathrm{sin}\:\theta\:=\mathrm{sin}\:\beta\:\mathrm{cos}\:\phi={c} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{tan}\:\psi=\frac{{b}}{{a}} \\ $$$$\mathrm{tan}\:\theta=\frac{{c}}{{b}} \\ $$$$\mathrm{tan}\:\phi=\frac{{a}}{{c}} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\beta\:\left(\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\phi+\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:\phi\right)={a}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}−{b}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow{a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\psi=\frac{{b}^{\mathrm{2}} }{{a}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi=\frac{{a}^{\mathrm{2}} }{{c}^{\mathrm{2}} }\Rightarrow\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi}=\frac{{c}^{\mathrm{2}} }{{a}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$ \\ $$$$\Rightarrow\frac{{b}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} }{{a}^{\mathrm{2}} }=\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\psi+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi}=\frac{\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\psi}{\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi} \\ $$$$\Rightarrow\frac{\mathrm{1}−{a}^{\mathrm{2}} }{{a}^{\mathrm{2}} }=\frac{\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\psi}{\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi} \\ $$$$\Rightarrow\frac{\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{2}} }−\mathrm{1}=\frac{\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\psi}{\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi} \\ $$$$\Rightarrow\frac{\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{2}} }=\frac{\mathrm{2tan}^{\mathrm{2}} \:\phi+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\psi}{\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi} \\ $$$$\Rightarrow{a}^{\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\phi}{\mathrm{2tan}^{\mathrm{2}} \:\phi+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\psi}=\frac{\frac{\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\phi}{\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:\phi}}{\frac{\mathrm{2sin}^{\mathrm{2}} \:\phi}{\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:\phi}+\frac{\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\psi}{\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:\psi}} \\ $$$$\Rightarrow{a}^{\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\phi\:\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:\psi}{\mathrm{2sin}^{\mathrm{2}} \:\phi\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:\psi+\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:\phi\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\psi} \\ $$$$\Rightarrow{a}=\mathrm{cos}\:\alpha=\pm\frac{\mathrm{sin}\:\phi\:\mathrm{cos}\:\psi}{\:\sqrt{\mathrm{2sin}^{\mathrm{2}} \:\phi\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:\psi+\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:\phi\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\psi}} \\ $$$${or}\:\mathrm{cos}\:\alpha=\pm\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}+\left(\frac{\mathrm{sin}\:\psi\:\mathrm{cos}\:\phi}{\mathrm{sin}\:\phi\:\mathrm{cos}\:\psi}\right)^{\mathrm{2}} }} \\ $$$$\mathrm{cos}\:\beta,\:\mathrm{cos}\:\gamma\:{similarly}. \\ $$
Commented by ajfour last updated on 16/Feb/18
$${Thanks}\:{Sir},\:{but}\:{cannot}\:\:{a},\:{b},\:{c}\:\:{be} \\ $$$${uniquely}\:{obtained},\:{i}\:{merely} \\ $$$${have}\:{a}\:{notion}\:{that}\:{it}\:{can}\:{be}\:{so}. \\ $$
Commented by mrW2 last updated on 16/Feb/18
$${do}\:{you}\:{mean}\:{that}\:{a},{b},{c}\:{have}\:{fixed} \\ $$$${values},\:{independently}\:{from}\:\theta,\phi,\psi\:? \\ $$
Commented by ajfour last updated on 16/Feb/18
$${no}\:,\:{i}\:{mean}\:{no}\:\pm{sign}\:. \\ $$