De investigación

Problema 329

Propuesto por Juan Bosco Romero Márquez profesor colaborador de la Universidad de Valladolid

Demostrar que un triángulo cuyos ángulos B y C satisfacen la igualdad

 \frac{\sin^2 A + \sin^2 B + \sin^2 C}{\cos^2 A + \cos^2 B + \cos^2 C} = 2

Es rectángulo.

[Ampliación del proponente: ver qué tipo de triángulo es si se tienen las  posibles desigualdades]

IMO Shortlist 1967. Poland. 5

Solución de Maite Peña Alcaraz, estudiante de Industriales en la Universidad de Comillas (Madrid) (11 de agosto de 2006)

 

Multiplicando a ambos lados de la ecuación por el denominador del primer miembro y agrupando senos y cosenos es fácil obtener:

 

Y utilizando el teorema del seno vemos que:

Podemos suponer sin pérdida de la generalidad que  y utilizando ahora el teorema del coseno obtenemos:

Puesto que , tenemos que el signo de esta expresión depende de la relación .

En caso de que .

En caso de que . Por último, si  y además tenemos que por ser  los ángulos de un triángulo , y por ello