Question Number 28515 by beh.i83417@gmail.com last updated on 26/Jan/18
Answered by mrW2 last updated on 26/Jan/18
$$\mathrm{tan}\:\mathrm{20}−\mathrm{tan}\:\mathrm{40}+\mathrm{tan}\:\mathrm{80} \\ $$$$=\mathrm{tan}\:\mathrm{20}−\mathrm{tan}\:\left(\mathrm{60}−\mathrm{20}\right)+\mathrm{tan}\:\left(\mathrm{60}+\mathrm{20}\right) \\ $$$$=\mathrm{tan}\:\mathrm{20}−\frac{\sqrt{\mathrm{3}}−\mathrm{tan}\:\mathrm{20}}{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{tan}\:\mathrm{20}}+\frac{\sqrt{\mathrm{3}}+\mathrm{tan}\:\mathrm{20}}{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{tan}\:\mathrm{20}} \\ $$$$=\mathrm{tan}\:\mathrm{20}+\frac{\mathrm{tan}\:\mathrm{20}−\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{tan}\:\mathrm{20}}+\frac{\mathrm{tan}\:\mathrm{20}+\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{tan}\:\mathrm{20}} \\ $$$$=\mathrm{tan}\:\mathrm{20}+\frac{\mathrm{8tan}\:\mathrm{20}}{\mathrm{1}−\mathrm{3tan}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{20}} \\ $$$$=\mathrm{3}×\frac{\left(\mathrm{3}−\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{20}\right)\mathrm{tan}\:\mathrm{20}}{\mathrm{1}−\mathrm{3tan}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{20}} \\ $$$$=\mathrm{3}\:\mathrm{tan}\:\left(\mathrm{3}×\mathrm{20}\right) \\ $$$$=\mathrm{3}\:\mathrm{tan}\:\mathrm{60} \\ $$$$=\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{3}} \\ $$$$ \\ $$$${PS}: \\ $$$$\mathrm{tan}\:\mathrm{3}\alpha=\frac{\mathrm{tan}\:\alpha+\mathrm{tan}\:\mathrm{2}\alpha}{\mathrm{1}−\mathrm{tan}\:\alpha\:\mathrm{tan}\:\mathrm{2}\alpha}=\frac{\mathrm{tan}\:\alpha+\frac{\mathrm{2tan}\:\alpha}{\mathrm{1}−\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\alpha}}{\mathrm{1}−\mathrm{tan}\:\alpha\frac{\mathrm{2tan}\:\alpha}{\mathrm{1}−\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\alpha}} \\ $$$$\mathrm{tan}\:\mathrm{3}\alpha=\frac{\mathrm{tan}\:\alpha\left(\mathrm{1}−\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\alpha\right)+\mathrm{2tan}\:\alpha}{\mathrm{1}−\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\alpha−\mathrm{2tan}^{\mathrm{2}} \:\alpha} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{tan}\:\mathrm{3}\alpha=\frac{\left(\mathrm{3}−\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \:\alpha\right)\mathrm{tan}\:\alpha}{\mathrm{1}−\mathrm{3tan}^{\mathrm{2}} \:\alpha} \\ $$