回答

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結構難しいですが, cosθ+cos2θ+cos3θ を因数分解してみるといいと思います

和積の公式より,
(cosθ+cos3θ)+cos2θ
=2×cos{(3θ+θ)/2}×cos{(3θ-θ)/2}+cos2θ
=2×cos2θ×cosθ+cos2θ
=cos2θ(2cosθ+1)
=(2cos²θ-1)(2cosθ+1)<0 (2倍角の公式を用いた)

この因数分解は、3倍角の公式を使ってもできますが、因数定理が必要になると思います。
和積を使うのが簡単だと思います

これを満たすための必要十分条件は
2cos²θ-1 <0 かつ 2cosθ+1 >0
または
2cos²θ-1 >0 かつ 2cosθ+1 <0

それぞれを計算して
π/4<θ<2π/3 または 3π/4<θ<π

さ な

回答ありがとうございます
もう一度やり直してみます!

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