Question Number 215349 by mnjuly1970 last updated on 03/Jan/25
$$ \\ $$$$\:\:\:\:{Find}\:{the}\:{type}\:{of}\:{triangle} \\ $$$$\:\:\:\:{such}\:{that}\:{the}\:{following} \\ $$$$\:\:\:\:\:{relationship}\:{holds}\:{between}\: \\ $$$${its}\:{angles}. \\ $$$$\:\:\:\:\:\: \\ $$$$\:{tan}\:\left({B}\right){tan}\left({C}\right)=\:{tan}^{\mathrm{2}} \left(\frac{{B}+{C}}{\mathrm{2}}\:\right)\:\:\:\:\blacksquare \\ $$$$ \\ $$
Answered by MrGaster last updated on 04/Jan/25
$$\mathrm{tan}\left({B}\right)\mathrm{tan}\left({C}\right)=\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \left(\frac{{B}+{C}}{\mathrm{2}}\right) \\ $$$$=\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \left(\frac{\pi−{A}}{\mathrm{2}}\right) \\ $$$$=\mathrm{cot}^{\mathrm{2}} \left(\frac{{A}}{\mathrm{2}}\right) \\ $$$$\mathrm{tan}\left({B}\right)\mathrm{tan}\left({C}\right)=\left(\frac{\mathrm{cos}\left(\frac{{A}}{\mathrm{2}}\right)}{\mathrm{sin}\left(\frac{{A}}{\mathrm{2}}\right)}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\left(\frac{\mathrm{1}+\mathrm{cos}\left({A}\right)}{\mathrm{1}−\mathrm{cos}\left({A}\right)}\right) \\ $$$$\mathrm{tan}\left({B}\right)\mathrm{tan}\left({C}\right)=\left(\frac{\mathrm{cos}\left(\frac{{A}}{\mathrm{2}}\right)}{\mathrm{sin}\left(\frac{{A}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} }\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\left(\frac{\mathrm{1}+\mathrm{cos}\left({A}\right)}{\mathrm{1}−\mathrm{cos}\left({A}\right)}\right) \\ $$$$\mathrm{tan}\left({B}\right)\mathrm{tan}\left({C}\right)=\left(\frac{\mathrm{1}+\mathrm{cos}\left({B}+{C}\right)}{\mathrm{1}−\mathrm{cos}\left({B}+{C}\right)}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\left(\frac{\mathrm{1}+\left(\mathrm{cos}\left({B}\right)\mathrm{cos}\left({C}\right)−\mathrm{sin}\left({B}\right)\mathrm{sin}\left({C}\right)\right.}{\mathrm{1}−\left(\mathrm{cos}\left({B}\right)\mathrm{cos}\left({C}\right)−\mathrm{sin}\left({B}\right)\mathrm{sin}\left({C}\right)\right)}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\left(\frac{\left.\mathrm{cos}\left({B}\right)\mathrm{cos}\left({C}\right)+\mathrm{sin}\left({B}\right)\mathrm{sin}\left({C}\right)+\mathrm{sin}\left({B}\right)\mathrm{sin}\left({C}\right)\right)}{\left(\mathrm{cos}\left({B}\right)\mathrm{cos}\left({A}\right)+\mathrm{sin}\left({B}\right)\mathrm{sin}\left({C}\right)−\mathrm{sin}\left({B}\right)\mathrm{sin}\left({C}\right)\right.}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\:\left(\frac{\mathrm{cos}\left({B}−{C}\right)+\mathrm{sin}\left({B}\right)\mathrm{sin}\left({C}\right)}{\mathrm{cos}\left({B}−{C}\right)}\right)\: \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\mathrm{1}+\mathrm{tan}\left({B}\right)\mathrm{tan}\left({C}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{tan}\left({B}\right)\mathrm{tan}\left({C}\right)=\mathrm{1}+\mathrm{tan}\left({B}\right)\mathrm{tan}\left({C}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{tan}\left({B}\right)\mathrm{tan}\left({C}\right)=\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \left(\frac{{B}+{C}}{\mathrm{2}}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \left(\frac{\pi−{A}}{\mathrm{2}}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\mathrm{cot}^{\mathrm{2}} \left(\frac{{A}}{\mathrm{2}}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{tan}\left({B}\right)\mathrm{tan}\left({C}\right)=\mathrm{1} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{tan}\left({B}\right)\mathrm{tan}\left({C}\right)=\mathrm{tan}\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\mathrm{tan}\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{B}={C}=\frac{\pi}{\mathrm{4}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{A}=\pi−\left({B}+{C}\right)=\frac{\pi}{\mathrm{2}} \\ $$$$\therefore\bigtriangleup{ABC}\:\mathrm{is}\:\mathrm{a}\:\mathrm{right}\:\mathrm{isosecles}\:\mathrm{triangle} \\ $$