Question Number 46483 by peter frank last updated on 27/Oct/18
$$\mathrm{If}\:\:\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \alpha\:\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \beta+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \beta\:\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \gamma+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \gamma\:\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \alpha \\ $$$$+\mathrm{2tan}^{\mathrm{2}} \alpha\:\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \beta\:\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \gamma=\mathrm{1},\:\mathrm{then}\:\mathrm{the}\:\mathrm{value} \\ $$$$\mathrm{of}\:\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \alpha+\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \beta+\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \gamma\:\mathrm{is} \\ $$
Answered by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 27/Oct/18
$${tan}\alpha={a}\:\:\:{tan}\beta={b}\:\:\:{tan}\gamma={c} \\ $$$${a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}\leftarrow\left(\mathrm{1}\right) \\ $$$${to}\:{find} \\ $$$$\frac{{a}^{\mathrm{2}} }{{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}+\frac{{b}^{\mathrm{2}} }{{b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}+\frac{{c}^{\mathrm{2}} }{{c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}=? \\ $$$${now}\:{from}\:\left(\mathrm{1}\right)\:{we}\:{get} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{2}} }+\frac{\mathrm{1}}{{b}^{\mathrm{2}} }+\frac{\mathrm{1}}{{c}^{\mathrm{2}} }+\mathrm{2}=\frac{\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} } \\ $$$${now}\:{say} \\ $$$${k}=\frac{{a}^{\mathrm{2}} }{{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}+\frac{{b}^{\mathrm{2}} }{{b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}+\frac{{c}^{\mathrm{2}} }{{c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}} \\ $$$${k}=\frac{{a}^{\mathrm{2}} \left({b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)\left({c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)+{b}^{\mathrm{2}} \left({a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)\left({c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)+{c}^{\mathrm{2}} \left({a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)\left({b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)}{\left({a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)\left({b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)\left({c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\frac{{a}^{\mathrm{2}} \left({b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)+{b}^{\mathrm{2}} \left({a}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)+{c}^{\mathrm{2}} \left({a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)}{{a}^{\mathrm{2}} \left({b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)+{b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{3}{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\left({a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} \right)+{a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} }{{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{3}{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\left({a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} \right)+{a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{3}{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\left({a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} \right)+{a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +{c}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\left({putting}\:{the}\:{value}\:{of}\:\mathrm{1}\:{in}\:{denominator}\right. \\ $$$$\left.{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} {c}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}\right) \\ $$$$=\mathrm{1} \\ $$$$ \\ $$