# Trigonometric challenge

#### anemone

##### MHB POTW Director
Staff member
Express $\cos^7 x+\cos^7 \left( x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+\cos^7 \left( x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$ in terms of $\cos 3x$.

#### Opalg

##### MHB Oldtimer
Staff member
Express $\cos^7 x+\cos^7 \left( x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+\cos^7 \left( x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$ in terms of $\cos 3x$.
This is best done using complex numbers. Let $\lambda = e^{ix}$, $\omega = e^{2\pi i/3}$. Then $\cos x = \frac12(\lambda + \lambda^{-1})$, $\cos \left( x+\frac{2 \pi}{3} \right) = \frac12(\lambda\omega + \lambda^{-1}\omega^{-1})$, $\cos \left( x+\frac{4 \pi}{3} \right) = \frac12(\lambda\omega^2 + \lambda^{-1}\omega^{-2})$, and $$\cos^7 x+\cos^7 \left( x+\tfrac{2 \pi}{3} \right)+\cos^7 \left( x+\tfrac{4 \pi}{3} \right) = 2^{-7}\bigl((\lambda + \lambda^{-1})^7 + (\lambda\omega + \lambda^{-1}\omega^{-1})^7 + (\lambda\omega^2 + \lambda^{-1}\omega^{-2})^7\bigr).$$ Now expand by the binomial theorem and use the facts that $\omega^3=1$ and $1+\omega+\omega^2=0$: \begin{aligned} \cos^7 x+\cos^7 \left( x+\tfrac{2 \pi}{3} \right)+\cos^7 \left( x+\tfrac{4 \pi}{3} \right) &= 2^{-7}\bigl(\lambda^7(1+\omega^7+\omega^{14}) + 7\lambda^5(1+\omega^5+\omega^{10}) + 21\lambda^3(1+\omega^3+\omega^6) + 28\lambda(1+\omega+\omega^2)\bigr. \\ & \qquad {} + \bigl.28\lambda^{-1}(1+\omega^{-1}+\omega^{-2}) + 21\lambda^{-3}(1+\omega^{-3}+\omega^{-6}) + 7\lambda^{-5}(1+\omega^{-5}+\omega^{-10}) + \lambda^{-7}(1+\omega^{-7}+\omega^{-14})\bigr) \\ &= 2^{-7}\bigl((\lambda^{7} + \lambda^{-7})(1+\omega+\omega^2) + 7(\lambda^{5} + \lambda^{-5})(1+\omega+\omega^2) \\ & \qquad {} + 21(\lambda^{3} + \lambda^{-3})(1+1+1) + 28(\lambda + \lambda^{-1})(1+\omega+\omega^2)\bigr) \\ &= 2^{-7}\cdot21\cdot3(\lambda^{3} + \lambda^{-3}) = \frac{63}{2^6}\cos(3x). \end{aligned} Thus the answer is $(1-2^{-6})\cos(3x).$

#### anemone

##### MHB POTW Director
Staff member
Thank you again Opalg for participating! I think we used the pretty same approach, because the coefficients of the terms that we have in our methods are all the same.

My solution:

According to the power reduction formula, we have

$\cos^7 x=\dfrac{35\cos x+21\cos 3x+7\cos5x+\cos7x}{64}$

hence

$\cos^7 \left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)=\dfrac{35\cos \left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+21\cos 3\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+7\cos5\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+\cos7\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)}{64}$

$\cos^7 \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=\dfrac{35\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)+21\cos 3\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)+7\cos5\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)+\cos7\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)}{64}$

Notice that

$35\cos x+35\cos \left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+35\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=35\left( \cos x+\cos \left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right) \right)+35\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=35\left( 2 \cos \left(\dfrac{ \pi}{3} \right) \cos \left( x+\dfrac{ \pi}{3} \right) \right)+35\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=35 \cos \left( x+\dfrac{ \pi}{3} \right) +35\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=35 \left( \cos \left( x+\dfrac{ \pi}{3} \right) +\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=35 \left( 2\cos \left( \dfrac{ \pi}{2} \right) \cos \left(x+\dfrac{5 \pi}{6} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=0$

Similarly,

$21\cos 3x+21\cos 3\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+21\cos 3\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=21\cos 3x+21\cos (3x+2 \pi)+21\cos (3x+2 \pi)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=21\cos 3x+21\cos 3x+21\cos 3x$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=63\cos 3x$

$7\cos5x+7\cos5\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+7\cos5\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=7\left( \cos 5x+\cos 5\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right) \right)+7\cos 5\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=7\left( 2 \cos \left(\dfrac{ 5\pi}{3} \right) \cos \left( 5x+\dfrac{ 5\pi}{3} \right) \right)+7\cos \left(5x+\dfrac{20 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=7 \cos \left( 5x+\dfrac{ 5\pi}{3} \right) +7\cos \left(5x+\dfrac{20 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=7 \left( \cos \left( 5x+\dfrac{ 5\pi}{3} \right) +\cos \left(5x+\dfrac{20 \pi}{3} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=7 \left( 2\cos \left( \dfrac{ 5\pi}{2} \right) \cos \left(5x+\dfrac{25 \pi}{6} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=0$

and finally

$\cos7x+\cos7\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+\cos7\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=\left( \cos 7x+\cos 7\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right) \right)+\cos 7\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=\left( 2 \cos \left(\dfrac{ 7\pi}{3} \right) \cos \left( 7x+\dfrac{ 7\pi}{3} \right) \right)+\cos \left(7x+\dfrac{28 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;= \cos \left( 5x+\dfrac{ 5\pi}{3} \right) +7\cos \left(5x+\dfrac{20 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=\left( \cos \left( 7x+\dfrac{ 7\pi}{3} \right) +\cos \left(7x+\dfrac{28 \pi}{3} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=2 \left( 2\cos \left( \dfrac{ 21\pi}{2} \right) \cos \left(7x+\dfrac{35 \pi}{6} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=0$

Therefore

$\cos^7 x+\cos^7 \left( x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+\cos^7 \left( x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=0+\dfrac{63 \cos 3x}{64}+0+0=\dfrac{63 \cos 3x}{64}$

##### Well-known member
Thank you again Opalg for participating! I think we used the pretty same approach, because the coefficients of the terms that we have in our methods are all the same.

My solution:

According to the power reduction formula, we have

$\cos^7 x=\dfrac{35\cos x+21\cos 3x+7\cos5x+\cos7x}{64}$

hence

$\cos^7 \left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)=\dfrac{35\cos \left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+21\cos 3\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+7\cos5\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+\cos7\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)}{64}$

$\cos^7 \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=\dfrac{35\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)+21\cos 3\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)+7\cos5\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)+\cos7\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)}{64}$

Notice that

$35\cos x+35\cos \left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+35\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=35\left( \cos x+\cos \left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right) \right)+35\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=35\left( 2 \cos \left(\dfrac{ \pi}{3} \right) \cos \left( x+\dfrac{ \pi}{3} \right) \right)+35\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=35 \cos \left( x+\dfrac{ \pi}{3} \right) +35\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=35 \left( \cos \left( x+\dfrac{ \pi}{3} \right) +\cos \left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=35 \left( 2\cos \left( \dfrac{ \pi}{2} \right) \cos \left(x+\dfrac{5 \pi}{6} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=0$

Similarly,

$21\cos 3x+21\cos 3\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+21\cos 3\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=21\cos 3x+21\cos (3x+2 \pi)+21\cos (3x+2 \pi)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=21\cos 3x+21\cos 3x+21\cos 3x$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=63\cos 3x$

$7\cos5x+7\cos5\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+7\cos5\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=7\left( \cos 5x+\cos 5\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right) \right)+7\cos 5\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=7\left( 2 \cos \left(\dfrac{ 5\pi}{3} \right) \cos \left( 5x+\dfrac{ 5\pi}{3} \right) \right)+7\cos \left(5x+\dfrac{20 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=7 \cos \left( 5x+\dfrac{ 5\pi}{3} \right) +7\cos \left(5x+\dfrac{20 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=7 \left( \cos \left( 5x+\dfrac{ 5\pi}{3} \right) +\cos \left(5x+\dfrac{20 \pi}{3} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=7 \left( 2\cos \left( \dfrac{ 5\pi}{2} \right) \cos \left(5x+\dfrac{25 \pi}{6} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=0$

and finally

$\cos7x+\cos7\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+\cos7\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=\left( \cos 7x+\cos 7\left(x+\dfrac{2 \pi}{3} \right) \right)+\cos 7\left(x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=\left( 2 \cos \left(\dfrac{ 7\pi}{3} \right) \cos \left( 7x+\dfrac{ 7\pi}{3} \right) \right)+\cos \left(7x+\dfrac{28 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;= \cos \left( 5x+\dfrac{ 5\pi}{3} \right) +7\cos \left(5x+\dfrac{20 \pi}{3} \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=\left( \cos \left( 7x+\dfrac{ 7\pi}{3} \right) +\cos \left(7x+\dfrac{28 \pi}{3} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=2 \left( 2\cos \left( \dfrac{ 21\pi}{2} \right) \cos \left(7x+\dfrac{35 \pi}{6} \right) \right)$

$\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=0$

Therefore

$\cos^7 x+\cos^7 \left( x+\dfrac{2 \pi}{3} \right)+\cos^7 \left( x+\dfrac{4 \pi}{3} \right)=0+\dfrac{63 \cos 3x}{64}+0+0=\dfrac{63 \cos 3x}{64}$
1st step to decompose $cos ^7x$ as sum of cos x , cos 3x terms etc is good

using cos x + cos $( x+\dfrac{2 \pi}{3}$ ) + cos $( x+\dfrac{4 \pi}{3}$) = 0 for 5x and 7x can be made as zero

as cos 5 $( x+\dfrac{2 \pi}{3}$) = cos $( 5 x+\dfrac{4 \pi}{3}$) so on and all terms except 3x can be made zero. this reduces number of steps

Last edited:

#### anemone

##### MHB POTW Director
Staff member
1st step to decompose $cos ^7x$ as sum of cos x , cos 3x terms etc is good

using cos x + cos $( x+\dfrac{2 \pi}{3}$ ) + cos $( x+\dfrac{4 \pi}{3}$) = 0 for 5x and 7x can be made as zero

as cos 5 $( x+\dfrac{2 \pi}{3}$) = cos $( 5 x+\dfrac{4 \pi}{3}$) so on and all terms except 3x can be made zero. this reduces number of steps
Duh...I should have thought of this earlier so that that would save me all the trouble struggling with the latex!

#### mathbalarka

##### Well-known member
MHB Math Helper
anemone said:
I should have thought of this earlier so that that would save me all the trouble struggling with the latex!
One way of aligning the equation is to use
Code:
\begin{align}...\end{align}
\begin{align}...\end{align}