Question Number 107117 by Algoritm last updated on 08/Aug/20
Answered by mr W last updated on 08/Aug/20
$$\frac{\mathrm{2}\:\mathrm{sin}\:\mathrm{2}°+\mathrm{4}\:\mathrm{sin}\:\mathrm{4}°+…+\mathrm{180}\:\mathrm{sin}\:\mathrm{180}°}{\mathrm{9}} \\ $$$${or} \\ $$$$\frac{\mathrm{2}\:\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{2}°+\mathrm{4}\:\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{4}°+…+\mathrm{180}\:\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{180}°}{\mathrm{9}}\:? \\ $$
Commented by Algoritm last updated on 08/Aug/20
$$\mathrm{2sin2}° \\ $$
Commented by mr W last updated on 08/Aug/20
$$\frac{\mathrm{2}\:\mathrm{sin}\:\mathrm{2}°+\mathrm{4}\:\mathrm{sin}\:\mathrm{4}°+…+\mathrm{180}\:\mathrm{sin}\:\mathrm{180}°}{\mathrm{9}}\approx\mathrm{572}.\mathrm{8996} \\ $$$$\frac{\mathrm{2}\:\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{2}°+\mathrm{4}\:\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{4}°+…+\mathrm{180}\:\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{180}°}{\mathrm{9}}=\mathrm{450} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 08/Aug/20
$$\mathrm{let}\:\:\mathrm{S}\:=\frac{\mathrm{2sin}\left(\mathrm{2}^{\mathrm{o}} \right)+\mathrm{4sin}\left(\mathrm{4}^{\mathrm{o}} \right)+….+\mathrm{180sin}\left(\mathrm{180}^{\mathrm{o}} \right)}{\mathrm{9}}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{S}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{9}}\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{90}} \mathrm{2ksin}\left(\mathrm{2k}^{\mathrm{o}} \right)\:\:\:\mathrm{but2}\:\mathrm{k}^{\mathrm{o}\:} \:=\mathrm{2}\frac{\mathrm{k}\pi}{\mathrm{180}}\:=\frac{\mathrm{k}\pi}{\mathrm{90}}\left(\mathrm{radian}\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{S}\:=\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{9}}\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{0}} ^{\mathrm{90}} \:\mathrm{k}\:\mathrm{sin}\left(\frac{\mathrm{k}\pi}{\mathrm{90}}\right)\:=\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{9}}\:\mathrm{Im}\left(\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{0}} ^{\mathrm{90}} \:\mathrm{k}\:\mathrm{e}^{\mathrm{i}\left(\frac{\mathrm{k}\pi}{\mathrm{90}}\right)} \right) \\ $$$$\mathrm{let}\:\mathrm{S}_{\mathrm{n}} =\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{0}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{k}\:\left(\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{90}}} \right)^{\mathrm{k}} \:=\mathrm{f}\left(\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{90}}} \right)\:\mathrm{with}\:\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\:=\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{0}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{k}\:\mathrm{x}^{\mathrm{k}} \:\mathrm{we}\:\mathrm{have} \\ $$$$\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{0}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{x}^{\mathrm{k}} \:=\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{1}}{\mathrm{x}−\mathrm{1}}\:\:\:\:\left(\mathrm{x}\neq\mathrm{1}\right)\:\Rightarrow\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{kx}^{\mathrm{k}−\mathrm{1}} \:=\frac{\mathrm{nx}^{\mathrm{n}+\mathrm{1}} −\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right)\mathrm{x}^{\mathrm{n}} \:+\mathrm{1}}{\left(\mathrm{x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\Rightarrow\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{kx}^{\mathrm{k}} \:=\frac{\mathrm{x}}{\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}\right)^{\mathrm{2}} }\left\{\:\mathrm{nx}^{\mathrm{n}+\mathrm{1}} −\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right)\mathrm{x}^{\mathrm{n}} \:+\mathrm{1}\right\}\:\Rightarrow \\ $$$$\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{0}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{k}\left(\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{90}}} \right)^{\mathrm{k}} \:=\frac{\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{90}}} }{\left(\mathrm{1}−\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{90}}} \right)^{\mathrm{2}} }\left\{\:\mathrm{n}\left(\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{90}}} \right)^{\mathrm{n}+\mathrm{1}} −\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{90}}} \right)^{\mathrm{n}} \:+\mathrm{1}\right\}\:\Rightarrow \\ $$$$\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{0}} ^{\mathrm{90}} \:\mathrm{k}\left(\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{90}}} \right)^{\mathrm{k}} \:=\frac{\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{90}}} }{\left(\mathrm{1}−\mathrm{cos}\left(\frac{\pi}{\mathrm{90}}\right)−\mathrm{isin}\left(\frac{\pi}{\mathrm{90}}\right)\right)^{\mathrm{2}} }\left\{\:\mathrm{90e}^{\mathrm{i}\frac{\mathrm{91}}{\mathrm{90}}\pi} +\left(\mathrm{91}\right)+\mathrm{1}\right\} \\ $$$$=\frac{\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{90}}} \left(\mathrm{1}−\mathrm{cos}\left(\frac{\pi}{\mathrm{90}}\right)+\mathrm{isin}\left(\frac{\pi}{\mathrm{90}}\right)\right)^{\mathrm{2}} }{\left(\mathrm{1}−\mathrm{cos}\left(\frac{\pi}{\mathrm{90}}\right)^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \left(\frac{\pi}{\mathrm{90}}\right)\right.}\left\{\:\:\mathrm{90}\:\mathrm{cos}\left(\frac{\mathrm{91}\pi}{\mathrm{90}}\right)+\mathrm{i90}\:\mathrm{sin}\left(\frac{\mathrm{91}\pi}{\mathrm{90}}\right)+\mathrm{92}\right\} \\ $$$$\mathrm{rest}\:\mathrm{to}\:\mathrm{extract}\:\mathrm{im}\left(\mathrm{of}\:\mathrm{this}\:\mathrm{quantity}\right)….\mathrm{be}\:\mathrm{continued}… \\ $$
Commented by Algoritm last updated on 09/Aug/20
$$\mathrm{thanks} \\ $$