Question

已知x，y≠kπ+

π

2

（k∈Z），sinx是sinθ，cosθ的等差中項，siny是sinθ，cosθ的等比中項．
求證：（1）cos2x=

1

2

cos2y；（2）

2(1-tan2x)

1+tan2x

=

1-tan2y

1+tan2y

．

Answer 1

證明：（1）∵sinθ與cosθ的等差中項是sinx，等比中項是siny，
∴sinθ+cosθ=2sinx①，sinθcosθ=sin²y②，
①²-②×2，可得（sinθ+cosθ）²-2sinθcosθ=4sin²x-2sin²y，即4sin²x-2sin²y=1．
∴4×

1-cos2x

2

-2×

1-cos2y

2

=1，即2-2cos2x-（1-cos2y）=1．
故證得cos2x=

1

2

cos2y；
（2）要證

2(1-tan2x)

1+tan2x

=

1-tan2y

1+tan2y

，只需證

1- sin2x cos2x

1+ sin2x cos2x

=

1- sin2y cos2y

2(1+ sin2y cos2y )

，
即證

cos2x-sin2x

cos2x+sin2x

=

cos2y-sin2y

2(cos2y+sin2y)

，即證cos²x-sin²x=

1

2

（cos²y-sin²y），只需證cos2x=

1

2

cos2y．
由（1）的結(jié)論，cos2x=

1

2

cos2y顯然成立．
所以

2(1-tan2x)

1+tan2x

=

1-tan2y

1+tan2y

．