Question.
Prove that: $\sin 3 x+\sin 2 x-\sin x=4 \sin x \cos \frac{x}{2} \cos \frac{3 x}{2}$
Prove that: $\sin 3 x+\sin 2 x-\sin x=4 \sin x \cos \frac{x}{2} \cos \frac{3 x}{2}$
solution:
L.H.S. $=\sin 3 x+\sin 2 x-\sin x$
$=\sin 3 x+(\sin 2 x-\sin x)$
$=\sin 3 x+\left[2 \cos \left(\frac{2 x+x}{2}\right) \sin \left(\frac{2 x-x}{2}\right)\right] \quad\left[\sin A-\sin B=2 \cos \left(\frac{A+B}{2}\right) \sin \left(\frac{A-B}{2}\right)\right]$
$=\sin 3 x+\left[2 \cos \left(\frac{3 x}{2}\right) \sin \left(\frac{x}{2}\right)\right]$
$=\sin 3 x+2 \cos \frac{3 x}{2} \sin \frac{x}{2}$
$=2 \sin \frac{3 x}{2} \cdot \cos \frac{3 x}{2}+2 \cos \frac{3 x}{2} \sin \frac{x}{2}$ $[\sin 2 A=2 \sin A \cdot \cos B]$
$=2 \cos \left(\frac{3 x}{2}\right)\left[\sin \left(\frac{3 x}{2}\right)+\sin \left(\frac{x}{2}\right)\right]$
$=2 \cos \left(\frac{3 x}{2}\right)\left[2 \sin \left\{\frac{\left(\frac{3 x}{2}\right)+\left(\frac{x}{2}\right)}{2}\right\} \cos \left\{\frac{\left(\frac{3 x}{2}\right)-\left(\frac{x}{2}\right)}{2}\right\}\right]\left[\sin A+\sin B=2 \sin \left(\frac{A+B}{2}\right) \cos \left(\frac{A-B}{2}\right)\right]$
$=2 \cos \left(\frac{3 x}{2}\right) \cdot 2 \sin x \cos \left(\frac{x}{2}\right)$
$=4 \sin x \cos \left(\frac{x}{2}\right) \cos \left(\frac{3 x}{2}\right)=$ R.H.S.
L.H.S. $=\sin 3 x+\sin 2 x-\sin x$
$=\sin 3 x+(\sin 2 x-\sin x)$
$=\sin 3 x+\left[2 \cos \left(\frac{2 x+x}{2}\right) \sin \left(\frac{2 x-x}{2}\right)\right] \quad\left[\sin A-\sin B=2 \cos \left(\frac{A+B}{2}\right) \sin \left(\frac{A-B}{2}\right)\right]$
$=\sin 3 x+\left[2 \cos \left(\frac{3 x}{2}\right) \sin \left(\frac{x}{2}\right)\right]$
$=\sin 3 x+2 \cos \frac{3 x}{2} \sin \frac{x}{2}$
$=2 \sin \frac{3 x}{2} \cdot \cos \frac{3 x}{2}+2 \cos \frac{3 x}{2} \sin \frac{x}{2}$ $[\sin 2 A=2 \sin A \cdot \cos B]$
$=2 \cos \left(\frac{3 x}{2}\right)\left[\sin \left(\frac{3 x}{2}\right)+\sin \left(\frac{x}{2}\right)\right]$
$=2 \cos \left(\frac{3 x}{2}\right)\left[2 \sin \left\{\frac{\left(\frac{3 x}{2}\right)+\left(\frac{x}{2}\right)}{2}\right\} \cos \left\{\frac{\left(\frac{3 x}{2}\right)-\left(\frac{x}{2}\right)}{2}\right\}\right]\left[\sin A+\sin B=2 \sin \left(\frac{A+B}{2}\right) \cos \left(\frac{A-B}{2}\right)\right]$
$=2 \cos \left(\frac{3 x}{2}\right) \cdot 2 \sin x \cos \left(\frac{x}{2}\right)$
$=4 \sin x \cos \left(\frac{x}{2}\right) \cos \left(\frac{3 x}{2}\right)=$ R.H.S.