La llei de Morrie és una identitat trigonomètrica singular. El seu nom s'atribueix al físic Richard Feynman, que solia referir-se a aquesta identitat amb aquest nom. Feynman va triar aquest nom perquè la va aprendre durant la seva infantesa a través d'un noi anomenat Morrie Jacob i la va recordar tota la seva vida.[1]

Identitat i generalització

modifica
 

És un cas especial de la identitat, més general,

 

amb n = 3 i α = 20° i el fet que

 

ja que

 

Identitats similars

modifica

També existeix una identitat similar amb la funció sinus:

 

A més, si es divideix la segona identitat per la primera, s'obté:

 

Demostració

modifica

Demostració geomètrica de la llei de Morrie

modifica
 
Enneàgon regular   amb el centre de la seva circumferència circumscrita  . Calculant els angles:



 

Consideri's l'enneàgon regular   amb costat de longitud   i sigui   el punt mig del costat  ,   el punt mig de   i   el punt mig del costat  . Els angles interiors de l'enneàgon són tots de   i a més  ,   i   (vegeu la figura). Aplicant la definició del cosinus en els triangles rectangles  ,   i   s'obté una demostració de la llei de Morrie:[2]

 

Demostració algebraica de la identitat generalitzada

modifica

Recordeu la fórmula de l'angle doble per a la funció sinus

 

Si s'aïlla  

 

Segueix:

 

Si es multipliquen totes aquestes expressions juntes s'obté:

 

Els numeradors i denominadors del mig s'anul·len deixant només el primer denominador, una potència de 2 i el numerador final. Noti's que hi ha n termes en tots dos costats de l'expressió. És a dir,

 

que és equivalent a la generalització de la llei de Morrie.

Referències

modifica
  1. W. A. Beyer, J. D. Louck, and D. Zeilberger, A Generalization of a Curiosity that Feynman Remembered All His Life, Math. Mag. 69, 43–44, 1996. (JSTOR)
  2. Samuel G. Moreno, Esther M. García-Caballero: "'A Geometric Proof of Morrie's Law". In: American Mathematical Monthly, vol. 122, no. 2 (February 2015), p. 168 (JSTOR)

Bibliografia complementària

modifica
  • Glen Van Brummelen: Trigonometry: A Very Short Introduction. Oxford University Press, 2020, ISBN 9780192545466, pp. 79-83
  • Ernest C. Anderson: Morrie's Law and Experimental Mathematics. In: Journal of recreational mathematics, 1998

Enllaços externs

modifica