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  • 已知△ABC的三邊長(zhǎng)都是有理數(shù).(1)求證cosA是有理數(shù);(2)求證:對(duì)任意正整數(shù)n,cosnA是有理數(shù).

    已知△ABC的三邊長(zhǎng)都是有理數(shù).
    (1)求證cosA是有理數(shù);
    (2)求證:對(duì)任意正整數(shù)n,cosnA是有理數(shù).
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    (1)證明:設(shè)三邊長(zhǎng)分別為a,b,c,cosA=
    b2+c2-a2
    2bc
    ,
    ∵a,b,c是有理數(shù),b2+c2-a2是有理數(shù),分母2bc為正有理數(shù),又有理數(shù)集對(duì)于除法的具有封閉性,
    b2+c2-a2
    2bc
    必為有理數(shù),
    ∴cosA是有理數(shù).
    (2)①當(dāng)n=1時(shí),顯然cosA是有理數(shù);
    當(dāng)n=2時(shí),∵cos2A=2cos2A-1,因?yàn)閏osA是有理數(shù),∴cos2A也是有理數(shù);
    ②假設(shè)當(dāng)n=k(k≥2)時(shí),結(jié)論成立,即coskA、cos(k-1)A均是有理數(shù).
    當(dāng)n=k+1時(shí),cos(k+1)A=coskAcosA-sinkAsinA,cos(k+1)A=coskAcosA-
    1
    2
    [cos(kA-A)-cos(kA+A)]
    cos(k+1)A=coskAcosA-
    1
    2
    cos(k-1)A+
    1
    2
    cos(k+1)A
    ,
    解得:cos(k+1)A=2coskAcosA-cos(k-1)A
    ∵cosA,coskA,cos(k-1)A均是有理數(shù),∴2coskAcosA-cos(k-1)A是有理數(shù),
    ∴cosA,coskA,cos(k-1)A均是有理數(shù).
    即當(dāng)n=k+1時(shí),結(jié)論成立.
    綜上所述,對(duì)于任意正整數(shù)n,cosnA是有理數(shù).
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