Jak znaleźć równania trygonometryczne na przedziale. Rozwiązywanie równań trygonometrycznych i metody wybierania pierwiastków na zadanym przedziale


a) Rozwiąż równanie: .

b) Znajdź pierwiastki tego równania należące do przedziału.

Rozwiązanie problemu

W tej lekcji zaprezentowano przykładowe rozwiązanie równanie trygonometryczne, które z powodzeniem można wykorzystać przygotowując się do Jednolitego Egzaminu Państwowego z matematyki. W szczególności przy rozwiązywaniu problemów typu C1 rozwiązanie to stanie się istotne.

Podczas rozwiązania funkcja trygonometryczna po lewej stronie równania jest przekształcana za pomocą wzoru sinus z podwójnym argumentem. Funkcja cosinus po prawej stronie jest również zapisywana jako funkcja sinus z uproszczonym argumentem. W tym przypadku znak przed wynikową funkcją trygonometryczną zmienia się na przeciwny. Następnie wszystkie wyrazy równania są przenoszone do jego lewa strona, gdzie wspólny czynnik jest usuwany z nawiasów. W rezultacie powstałe równanie jest reprezentowane jako iloczyn dwóch czynników. Każdy czynnik jest kolejno równy zeru, co pozwala nam wyznaczyć pierwiastki równania. Następnie wyznaczane są pierwiastki równania należące do danego przedziału. Metodą zakrętów na skonstruowanym okręgu jednostkowym wyznacza się zakręt od lewej krawędzi danego odcinka w prawo. Znalezione pierwiastki na okręgu jednostkowym łączymy odcinkami z jego środkiem, a następnie wyznaczamy punkty, w których te odcinki przecinają się z zakrętem. Te punkty przecięcia są odpowiedzią na część „b” problemu.

Obowiązkowa minimalna wiedza

grzech x = a, -1 a 1 (a 1)
x = arcsin a + 2 n, n Z
x = - arcsin a + 2 n, n Z
Lub
x = (- 1)k arcsin a + k, k Z
arcsin (- a) = - arcsin a
grzech x = 1
x = /2 + 2 k, k Z
grzech x = 0
x = k, k Z
grzech x = - 1
x = - /2 + 2 k, k Z
y
y
X
y
X
X

Obowiązkowa minimalna wiedza

cos x = a, -1 za 1 (a 1)
x = arccos a + 2 n, n Z
arccos (- a) = - arccos a
ponieważ x = 1
x = 2 k, k Z
cos x = 0
x = /2 + k, k Z
y
y
X
cos x = - 1
x = + 2 k, k Z
y
X
X

Obowiązkowa minimalna wiedza

tg x = a, a R
x = arctan a + n, n Z
łóżko x = a, a R
x = arcctg a + n, n Z
arctg (- a) = - arctg a
arctg (- a) = - arctg a Sprowadź równanie do jednej funkcji
Sprowadź do jednego argumentu
Niektóre metody rozwiązania
równania trygonometryczne
Zastosowanie wzorów trygonometrycznych
Stosowanie skróconych wzorów na mnożenie
Faktoryzacja
Redukcja do równanie kwadratowe względem sin x, cos x, tan x
Wprowadzając argument pomocniczy
Dzieląc obie strony jednorodnego równania pierwszego stopnia
(asin x +bcosx = 0) przez cos x
Dzieląc obie strony jednorodnego równania drugiego stopnia
(a sin2 x +bsin x cos x+ c cos2x =0) przez cos2 x

Ćwiczenia ustne Oblicz

arcsin ½
arcsin (- √2/2)
arccos √3/2
arccos (-1/2)
Arktan √3
Arktan (-√3/3)
= /6
= - /4
= /6
= - arccos ½ = - /3 = 2 /3
= /3
= - /6


(używając koła trygonometrycznego)
cos 2x = ½, x [- /2; 3/2]
2x = ± arccos ½ + 2 n, n Z
2x = ± /3 + 2 n, n Z
x = ± /6 + n, n Z
Wybierzmy pierwiastki za pomocą okręgu trygonometrycznego
Odpowiedź: - /6; /6; 5/6; 7/6

Różne metody selekcji korzeni

Znajdź pierwiastki równania należące do podanego przedziału
grzech 3x = √3/2, x [- /2; /2]
3x = (– 1)k /3 + k, k Z
x = (– 1)k /9 + k/3, k Z
Wybierzmy pierwiastki, wyliczając wartości k:
k = 0, x = /9 – należy do przedziału
k = 1, x = – /9 + /3 = 2 /9 – należy do przedziału
k = 2, x = /9 + 2 /3 = 7 /9 – nie należy do przedziału
k = – 1, x = – /9 – /3 = – 4 /9 – należy do przedziału
k = – 2, x = /9 – 2 /3 = – 5 /9 – nie należy do przedziału
Odpowiedź: -4 /9; /9; 2/9

Różne metody selekcji korzeni

Znajdź pierwiastki równania należące do podanego przedziału
(używając nierówności)
tg 3x = – 1, x (- /2;)
3x = – /4 + n, n Z
x = – /12 + n/3, n Z
Wybierzmy pierwiastki korzystając z nierówności:
– /2 < – /12 + n/3 < ,
– 1/2 < – 1/12 + n/3 < 1,
– 1/2 + 1/12 < n/3 < 1+ 1/12,
– 5/12 < n/3 < 13/12,
– 5/4 < n < 13/4, n Z,
n = – 1; 0; 1; 2; 3
n = – 1, x = – /12 – /3 = – 5 /12
n = 0, x = – /12
n = 1, x = – /12 + /3 = /4
n = 2, x = – /12 + 2 /3 = 7 /12
n = 3, x = – /12 + = 11 /12
Odpowiedź: – 5 /12; – /12; /4; 7/12; 11/12

10. Różne metody selekcji korzeni

Znajdź pierwiastki równania należące do podanego przedziału
(za pomocą wykresu)
cos x = – √2/2, x [–4; 5/4]
x = arccos (– √2/2) + 2 n, n Z
x = 3 /4 + 2 n, n Z
Wybierzmy pierwiastki za pomocą wykresu:
x = – /2 – /4 = – 3 /4; x = – – /4 = – 5 /4
Odpowiedź: 5/4; 3/4

11. 1. Rozwiąż równanie 72cosx = 49sin2x i wskaż jego pierwiastki na odcinku [; 5/2]

1. Rozwiąż równanie 72cosx = 49sin2x
i wskaż jego pierwiastki na odcinku [; 5/2]
Rozwiążmy równanie:
72cosx = 49sin2x,
72cosx = 72sin2x,
2cos x = 2sin 2x,
cos x – 2 sinx cosx = 0,
cos x (1 – 2sinx) = 0,
sałata x = 0 ,
x = /2 + k, k Z
Lub
1 – 2sinx = 0,
grzech x = ½,
x = (-1)n /6 + n, n Z
Wybierzmy korzenie za pomocą
okrąg trygonometryczny:
x = 2 + /6 = 13 /6
Odpowiedź:
a) /2 + k, k Z, (-1)n /6 + n, n Z
b) 3/2; 5/2; 13/6

12. 2. Rozwiąż równanie 4cos2 x + 8 cos (x – 3/2) +1 = 0 Znajdź pierwiastki na odcinku

2. Rozwiąż równanie 4cos2 x + 8 cos (x – 3 /2) +1 = 0
Znajdź swoje korzenie w segmencie
4cos2 x + 8 cos (x – 3 /2) +1 = 0
4cos2x + 8 cos (3 /2 – x) +1 = 0,
4cos2x – 8 grzech x +1 = 0,
4 – 4sin2 x – 8 grzech x +1 = 0,
4sin 2x + 8sin x – 5 = 0,
D/4 = 16 + 20 = 36,
grzech x = – 2,5
Lub
grzech x = ½
x = (-1)k /6 + k, k Z

13. Wybierzmy pierwiastki na segmencie (za pomocą wykresów)

Wybierzmy pierwiastki w segmencie
(za pomocą wykresów)
grzech x = ½
Narysujmy funkcje y = sin x i y = ½
x = 4 + /6 = 25 /6
Odpowiedź: a) (-1)k /6 + k, k Z; b) 25 /6

14. 3. Rozwiąż równanie. Znajdź jego pierwiastki na odcinku

4 – cos2 2x = 3 grzech2 2x + 2 grzech 4x
4 (sin2 2x + cos2 2x) – cos2 2x = 3 sin2 2x + 4 grzech 2x cos 2x,
grzech2 2x + 3 cos2 2x – 4 grzech 2x cos 2x = 0
Jeśli cos2 2x = 0, to sin2 2x = 0, co jest niemożliwe, tzw
cos2 2x 0 i obie strony równania można podzielić przez cos2 2x.
tg22x + 3 – 4 tg 2x = 0,
tg22x – 4 tg 2x + 3= 0,
opalenizna 2x = 1,
2x = /4 + n, n Z
x = /8 + n/2, n Z
Lub
opalenizna 2x = 3,
2x = arctan 3 + k, k Z
x = ½ arctan 3 + k/2, k Z

15.

4 – cos2 2x = 3 grzech2 2x + 2 grzech 4x
x = /8 + n/2, n Z lub x = ½ arctan 3 + k/2, k Z
Od 0< arctg 3< /2,
0 < ½ arctg 3< /4, то ½ arctg 3
jest rozwiązaniem
Od 0< /8 < /4 < 1,значит /8
jest również rozwiązaniem
Inne rozwiązania nie będą uwzględnione
luka odkąd oni
otrzymuje się z liczb ½ arctan 3 i /8
dodawanie liczb będących wielokrotnościami /2.
Odpowiedź: a) /8 + n/2, n Z ; ½ arctan 3 + k/2, k Z
b) /8; ½ arctanu 3

16. 4. Rozwiąż równanie log5(cos x – sin 2x + 25) = 2 Znajdź pierwiastki na odcinku

4. Rozwiąż równanie log5(cos x – sin 2x + 25) = 2
Znajdź swoje korzenie w segmencie
Rozwiążmy równanie:
log5(cos x – sin 2x + 25) = 2
ODZ: cos x – sin 2x + 25 > 0,
cos x – grzech 2x + 25 = 25, 25 > 0,
cos x – 2sin x cos x = 0,
cos x (1 – 2sin x) = 0,
cos x = 0,
x = /2 + n, n Z
Lub
1 – 2sinx = 0,
grzech x = 1/2
x = (-1)k /6 + k, k Z

17.

Wybierzmy pierwiastki w segmencie
Wybierzmy pierwiastki w segmencie:
1) x = /2 + n, n Z
2 /2 + n 7 /2, n Z
2 1/2 + n 7/2, n Z
2 – ½ n 7/2 – ½, n Z
1,5 n 3, n Z
n = 2; 3
x = /2 + 2 = 5 /2
x = /2 + 3 = 7 /2
2) grzech x = 1/2
x = 2 + /6 = 13 /6
x = 3 – /6 = 17 /6
Odpowiedź: a) /2 + n, n Z ; (-1)k /6 + k, k Z
b) 13/6; 5/2; 7/2; 17/6

18. 5. Rozwiąż równanie 1/sin2x + 1/sin x = 2 Znajdź jego pierwiastki na odcinku [-5/2; -3/2]

5. Rozwiąż równanie 1/sin2x + 1/sin x = 2
Znajdź jego korzenie na odcinku [-5 /2; -3 /2]
Rozwiążmy równanie:
1/grzech2x + 1/grzech x = 2
x k
Zastąpienie 1/sin x = t,
t2 + t = 2,
t2 + t – 2 = 0,
t1= – 2, t2 = 1
1/grzech x = – 2,
grzech x = – ½,
x = – /6 + 2 n, n Z
Lub
x = – 5 /6 + 2 n, n Z
1/grzech x = 1,
grzech x = 1,
x = /2 + 2 n, n Z
Ta seria korzeni jest wykluczona, ponieważ -150°+ 360°n jest poza limitem
określony przedział [-450°; -270°]

19.

Kontynuujmy wybieranie korzeni segmentu
Rozważmy pozostałą serię korzeni i przeprowadźmy selekcję korzeni
na segmencie [-5 /2; -3 /2] ([-450°; -270°]):
1) x = - /6 + 2 n, n Z
2) x = /2 + 2 n, n Z
-5 /2 - /6 + 2 n -3 /2, n Z
-5 /2 /2 + 2 n -3 /2, n Z
-5/2 -1/6 + 2n -3/2, n Z
-5/2 1/2 + 2n -3/2, n Z
-5/2 +1/6 2n -3/2 + 1/6, n Z
-5/2 - 1/2 2n -3/2 - 1/2, n Z
– 7/3 2n -4/3, n Z
– 3 2n -2, n Z
-7/6 n -2/3, n Z
-1,5 n -1. n Z
n = -1
n = -1
x = - /6 - 2 = -13 /6 (-390°)
x = /2 - 2 = -3 /2 (-270°)
Odpowiedź: a) /2 + 2 n, n Z ; (-1)k+1 /6 + k, k Z
b) -13/6; -3 /2

20. 6. Rozwiąż równanie |sin x|/sin x + 2 = 2cos x Znajdź pierwiastki na odcinku [-1; 8]

Rozwiążmy równanie
|sin x|/sin x + 2 = 2cos x
1)Jeśli sin x >0, to |sin x| = grzech x
Równanie będzie miało postać:
2 sałata x=3,
cos x =1,5 – nie ma pierwiastków
2) Jeśli grzech x<0, то |sin x| =-sin x
i równanie przyjmie postać
2cos x=1, cos x = 1/2,
x = ±π/3 +2πk, k Z
Biorąc pod uwagę, że grzech x< 0, то
pozostała jedna seria odpowiedzi
x = - π/3 +2πk, k Z
Wybierzmy korzenie dla
segment [-1; 8]
k=0, x= - π/3 , - π< -3, - π/3 < -1,
-π/3 nie należy do tego
segment
k=1, x = - π/3 +2π = 5π/3<8,
5 π/3 [-1; 8]
k=2, x= - π/3 + 4π = 11π/3 > 8,
11π/3 do tego nie należy
segment.
Odpowiedź: a) - π/3 +2πk, k Z
b) 5
π/3

21. 7. Rozwiąż równanie 4sin3x=3cos(x- π/2) Znajdź pierwiastki na przedziale

8. Rozwiąż równanie √1-sin2x= sin x
Znajdź swoje pierwiastki na przedziale
Rozwiążmy równanie √1-sin2x= sin x.
grzech x ≥ 0,
1- grzech2x = grzech2x;
grzech x ≥ 0,
2sin2x = 1;
grzech x≥0,
grzech x =√2/2; grzech x = - √2/2;
grzech x =√2/2
x=(-1)k /4 + k, k Z
grzech x =√2/2

25. Wybierzmy korzenie segmentu

Wybierzmy pierwiastki w segmencie
x=(-1)k /4 + k, k Z
grzech x =√2/2
y = sin x i y = √2/2
5 /2 + /4 = 11 /4
Odpowiedź: a) (-1)k /4 + k, k Z; b) 11 /4

26. 9. Rozwiąż równanie (sin2x + 2 sin2x)/√-cos x =0 Znajdź pierwiastki na przedziale [-5; -7/2]

9. Rozwiąż równanie (sin2x + 2 sin2x)/√-cos x =0
Znajdź pierwiastki na przedziale [-5; -7/2]
Rozwiążmy równanie
(sin2x + 2 sin2x)/√-cos x =0.
1) ODZ: cos x<0 ,
/2 +2 rz 2) grzech2x + 2 grzech2x =0,
2 sinx∙cos x + 2 sin2x =0,
grzech x (cos x+ grzech x) =0,
grzech x=0, x= n, n Z
Lub
cos x+ grzech x=0 | : co x,
tan x= -1, x= - /4 + n, n Z
Biorąc pod uwagę DL
x= n, n Z, x= +2 n, n Z;
x= - /4 + n, n Z,
x= 3 /4 + 2 n, n Z

27. Wybierzmy pierwiastki na danym odcinku

Wybierzmy pierwiastki na danym
segment [-5; -7/2]
x= +2 n, n Z ;
-5 ≤ +2 n ≤ -7 /2,
-5-1 ≤ 2n ≤ -7/2-1,
-3≤ n ≤ -9/4, n Z
n = -3, x= -6 = -5
x= 3 /4 + 2 n, n Z
-5 ≤ 3 /4 + 2 n ≤ -7 /2
-23/8 ≤ n ≤ -17/8, nie ma czegoś takiego
cały rz.
Odpowiedź: a) +2 n, n Z ;
3 /4 + 2 n, n Z ;
b) -5.

28. 10. Rozwiąż równanie 2sin2x =4cos x –sinx+1 Znajdź jego pierwiastki na przedziale [/2; 3/2]

10. Rozwiąż równanie 2sin2x =4cos x –sinx+1
Znajdź pierwiastki na przedziale [ /2; 3/2]
Rozwiążmy równanie
2sin2x = 4cos x – sinx+1
2sin2x = 4cos x – sinx+1,
4 sinx∙cos x – 4cos x + sin x -1 = 0,
4cos x(sin x – 1) + (sin x – 1) = 0,
(sin x – 1)(4cos x +1)=0,
grzech x – 1= 0, grzech x = 1, x = /2+2 n, n Z
Lub
4cos x +1= 0, cos x = -0,25
x = ± (-arccos (0,25)) + 2 n, n Z
Zapiszmy pierwiastki tego równania inaczej
x = - arccos(0,25) + 2 n,
x = -(- arccos(0,25)) + 2 n, n Z

29. Wybierzmy korzenie za pomocą okręgu

x = /2+2 n, n Z, x = /2;
x = -arccos(0,25)+2n,
x=-(-arccos(0,25)) +2 n, n Z,
x = - arccos(0,25),
x = + arccos(0,25)
Odpowiedź: a) /2+2 n,
-arcos(0,25)+2n,
-(-arccos(0,25)) +2 n, n Z;
b) /2;
-arccos(0,25); + arccos(0,25)

Zachowanie Twojej prywatności jest dla nas ważne. Z tego powodu opracowaliśmy Politykę prywatności, która opisuje, w jaki sposób wykorzystujemy i przechowujemy Twoje dane. Zapoznaj się z naszymi praktykami dotyczącymi prywatności i daj nam znać, jeśli masz jakiekolwiek pytania.

Gromadzenie i wykorzystywanie danych osobowych

Dane osobowe to dane, które można wykorzystać do identyfikacji konkretnej osoby lub skontaktowania się z nią.

Możesz zostać poproszony o podanie swoich danych osobowych w dowolnym momencie kontaktu z nami.

Poniżej znajduje się kilka przykładów rodzajów danych osobowych, które możemy gromadzić i sposobu, w jaki możemy je wykorzystywać.

Jakie dane osobowe zbieramy:

  • Kiedy składasz wniosek na stronie, możemy zbierać różne informacje, w tym Twoje imię i nazwisko, numer telefonu, adres e-mail itp.

Jak wykorzystujemy Twoje dane osobowe:

  • Gromadzone przez nas dane osobowe pozwalają nam kontaktować się z Tobą w sprawie wyjątkowych ofert, promocji i innych wydarzeń oraz nadchodzących wydarzeń.
  • Od czasu do czasu możemy wykorzystywać Twoje dane osobowe do wysyłania ważnych powiadomień i komunikatów.
  • Możemy również wykorzystywać dane osobowe do celów wewnętrznych, takich jak przeprowadzanie audytów, analiza danych i różnych badań, aby ulepszyć świadczone przez nas usługi i przedstawić Państwu rekomendacje dotyczące naszych usług.
  • Jeśli bierzesz udział w losowaniu nagród, konkursie lub podobnej promocji, możemy wykorzystać podane przez Ciebie informacje w celu administrowania takimi programami.

Ujawnianie informacji osobom trzecim

Nie udostępniamy otrzymanych od Państwa informacji osobom trzecim.

Wyjątki:

  • Jeżeli jest to konieczne – zgodnie z prawem, procedurą sądową, w postępowaniu sądowym i/lub na podstawie publicznych żądań lub wniosków organów rządowych Federacji Rosyjskiej – do ujawnienia Twoich danych osobowych. Możemy również ujawnić informacje o Tobie, jeśli uznamy, że takie ujawnienie jest konieczne lub odpowiednie ze względów bezpieczeństwa, egzekwowania prawa lub innych celów ważnych dla społeczeństwa.
  • W przypadku reorganizacji, fuzji lub sprzedaży możemy przekazać zebrane dane osobowe odpowiedniej następczej stronie trzeciej.

Ochrona danych osobowych

Podejmujemy środki ostrożności – w tym administracyjne, techniczne i fizyczne – aby chronić Twoje dane osobowe przed utratą, kradzieżą i niewłaściwym wykorzystaniem, a także nieuprawnionym dostępem, ujawnieniem, zmianą i zniszczeniem.

Szanowanie Twojej prywatności na poziomie firmy

Aby zapewnić bezpieczeństwo Twoich danych osobowych, przekazujemy naszym pracownikom standardy dotyczące prywatności i bezpieczeństwa oraz rygorystycznie egzekwujemy praktyki dotyczące prywatności.

Na Twoją prośbę!

13. Rozwiąż równanie 3-4cos 2 x=0. Znajdź sumę pierwiastków należących do przedziału .

Zmniejszmy stopień cosinusa za pomocą wzoru: 1+cos2α=2cos 2 α. Otrzymujemy równoważne równanie:

3-2(1+cos2x)=0 ⇒ 3-2-2cos2x=0 ⇒ -2cos2x=-1. Dzielimy obie strony równości przez (-2) i otrzymujemy najprostsze równanie trygonometryczne:

14. Znajdź b 5 postępu geometrycznego, jeśli b 4 =25 i b 6 =16.

Każdy wyraz ciągu geometrycznego, zaczynając od drugiego, jest równy średniej arytmetycznej wyrazów sąsiednich:

(b n) 2 =b n-1 ∙b n+1 . Mamy (b 5) 2 = b 4 ∙b 6 ⇒ (b 5) 2 =25·16 ⇒ b 5 =±5,4 ⇒ b 5 =±20.

15. Znajdź pochodną funkcji: f(x)=tgx-ctgx.

16. Znajdź największe i najmniejsze wartości funkcji y(x)=x 2 -12x+27

na segmencie.

Aby znaleźć największą i najmniejszą wartość funkcji y=f(x) na segmencie, musisz znaleźć wartości tej funkcji na końcach segmentu oraz w punktach krytycznych należących do tego segmentu, a następnie wybrać największą i najmniejszą ze wszystkich uzyskanych wartości.

Znajdźmy wartości funkcji przy x=3 i przy x=7, tj. na końcach segmentu.

y(3)=3 2 -12∙3+27 =9-36+27=0;

y(7)=7 2 -12∙7+27 =49-84+27=-84+76=-8.

Znajdź pochodną tej funkcji: y’(x)=(x 2 -12x+27)’ =2x-12=2(x-6); punkt krytyczny x=6 należy do tego przedziału. Znajdźmy wartość funkcji przy x=6.

y(6)=6 2 -12∙6+27 =36-72+27=-72+63=-9. Teraz wybieramy spośród trzech uzyskanych wartości: 0; -8 i -9 największe i najmniejsze: największe. =0; na imię =-9.

17. Znajdź ogólną postać funkcji pierwotnych dla funkcji:

Przedział ten jest dziedziną definicji tej funkcji. Odpowiedzi należy zaczynać od F(x), a nie od f(x) - w końcu szukamy funkcji pierwotnej. Z definicji funkcja F(x) jest funkcją pierwotną funkcji f(x), jeśli zachodzi równość: F’(x)=f(x). Możesz więc po prostu znaleźć pochodne proponowanych odpowiedzi, aż otrzymasz daną funkcję. Rozwiązaniem rygorystycznym jest obliczenie całki danej funkcji. Stosujemy wzory:

19. Napisz równanie prostej zawierającej środkową BD trójkąta ABC, jeśli jej wierzchołkami są A(-6; 2), B(6; 6) C(2; -6).

Aby ułożyć równanie prostej, trzeba znać współrzędne 2 punktów tej prostej, ale znamy tylko współrzędne punktu B. Ponieważ środkowa BD dzieli przeciwny bok na pół, punkt D jest środkiem odcinka AC. Współrzędne środka odcinka są półsumami odpowiednich współrzędnych końców odcinka. Znajdźmy współrzędne punktu D.

20. Obliczać:

24. Pole regularnego trójkąta leżącego u podstawy prawego pryzmatu jest równe

Problem ten jest odwrotnością problemu nr 24 z opcji 0021.

25. Znajdź wzór i wstaw brakującą liczbę: 1; 4; 9; 16; ...

Oczywiście ten numer 25 , ponieważ dany jest ciąg kwadratów liczb naturalnych:

1 2 ; 2 2 ; 3 2 ; 4 2 ; 5 2 ; …

Powodzenia i powodzenia dla wszystkich!

Aby pomyślnie rozwiązać równania trygonometryczne wygodny w użyciu metoda redukcji do wcześniej rozwiązanych problemów. Zastanówmy się, jaka jest istota tej metody?

W każdym proponowanym problemie trzeba zobaczyć problem rozwiązany wcześniej, a następnie za pomocą kolejnych przekształceń równoważnych starać się zredukować postawiony problem do prostszego.

Zatem rozwiązując równania trygonometryczne, zwykle tworzą pewien skończony ciąg równań równoważnych, których ostatnim ogniwem jest równanie z oczywistym rozwiązaniem. Należy tylko pamiętać, że jeśli nie rozwinie się umiejętności rozwiązywania najprostszych równań trygonometrycznych, rozwiązywanie bardziej złożonych równań będzie trudne i nieskuteczne.

Ponadto przy rozwiązywaniu równań trygonometrycznych nigdy nie należy zapominać, że istnieje kilka możliwych metod rozwiązania.

Przykład 1. Znajdź liczbę pierwiastków równania cos x = -1/2 na przedziale.

Rozwiązanie:

Metoda I Narysujmy funkcje y = cos x i y = -1/2 i znajdźmy liczbę ich wspólnych punktów na przedziale (ryc. 1).

Ponieważ wykresy funkcji mają dwa wspólne punkty na przedziale, równanie zawiera dwa pierwiastki na tym przedziale.

II metoda. Korzystając z okręgu trygonometrycznego (ryc. 2), znajdujemy liczbę punktów należących do przedziału, w którym cos x = -1/2. Rysunek pokazuje, że równanie ma dwa pierwiastki.

III metoda. Korzystając ze wzoru na pierwiastki równania trygonometrycznego, rozwiązujemy równanie cos x = -1/2.

x = ± arccos (-1/2) + 2πk, k – liczba całkowita (k € Z);

x = ± (π – arccos 1/2) + 2πk, k – liczba całkowita (k € Z);

x = ± (π – π/3) + 2πk, k – liczba całkowita (k € Z);

x = ± 2π/3 + 2πk, k – liczba całkowita (k € Z).

Przedział zawiera pierwiastki 2π/3 i -2π/3 + 2π, k jest liczbą całkowitą. Zatem równanie ma dwa pierwiastki w danym przedziale.

Odpowiedź: 2.

W przyszłości równania trygonometryczne będą rozwiązywane jedną z proponowanych metod, co w wielu przypadkach nie wyklucza zastosowania innych metod.

Przykład 2. Znajdź liczbę rozwiązań równania tg (x + π/4) = 1 na przedziale [-2π; 2π].

Rozwiązanie:

Korzystając ze wzoru na pierwiastki równania trygonometrycznego otrzymujemy:

x + π/4 = arctan 1 + πk, k – liczba całkowita (k € Z);

x + π/4 = π/4 + πk, k – liczba całkowita (k € Z);

x = πk, k – liczba całkowita (k € Z);

Przedział [-2π; 2π] należą do liczb -2π; -π; 0; π; 2π. Zatem równanie ma pięć pierwiastków w danym przedziale.

Odpowiedź: 5.

Przykład 3. Znajdź liczbę pierwiastków równania cos 2 x + sin x · cos x = 1 na przedziale [-π; π].

Rozwiązanie:

Ponieważ 1 = sin 2 x + cos 2 x (podstawowa tożsamość trygonometryczna), pierwotne równanie przyjmuje postać:

cos 2 x + grzech x · cos x = grzech 2 x + cos 2 x;

grzech 2 x – grzech x cos x = 0;

sin x(sin x – cos x) = 0. Iloczyn jest równy zero, co oznacza, że ​​przynajmniej jeden z czynników musi być równy zero, zatem:

grzech x = 0 lub grzech x – cos x = 0.

Ponieważ wartości zmiennej, przy której cos x = 0 nie są pierwiastkami drugiego równania (sinus i cosinus tej samej liczby nie mogą być jednocześnie równe zeru), dzielimy obie strony drugiego równania przez cos x:

grzech x = 0 lub grzech x / cos x - 1 = 0.

W drugim równaniu wykorzystujemy fakt, że tg x = sin x / cos x, wówczas:

sin x = 0 lub tan x = 1. Korzystając ze wzorów mamy:

x = πk lub x = π/4 + πk, k – liczba całkowita (k € Z).

Od pierwszego szeregu pierwiastków do przedziału [-π; π] należą do liczb -π; 0; π. Z drugiego szeregu: (π/4 – π) i π/4.

Zatem pięć pierwiastków pierwotnego równania należy do przedziału [-π; π].

Odpowiedź: 5.

Przykład 4. Znajdź sumę pierwiastków równania tg 2 x + сtg 2 x + 3tg x + 3сtgx + 4 = 0 na przedziale [-π; 1,1π].

Rozwiązanie:

Przepiszmy równanie w następujący sposób:

tg 2 x + сtg 2 x + 3(tg x + сtgx) + 4 = 0 i dokonaj zamiany.

Niech tg x + сtgx = a. Podnieśmy obie strony równania do kwadratu:

(tg x + сtg x) 2 = a 2. Rozwińmy nawiasy:

tg 2 x + 2tg x · сtgx + сtg 2 x = a 2.

Ponieważ tg x · сtgx = 1, to tg 2 x + 2 + сtg 2 x = a 2, co oznacza

tg 2 x + сtg 2 x = a 2 – 2.

Teraz oryginalne równanie wygląda następująco:

za 2 – 2 + 3a + 4 = 0;

a 2 + 3a + 2 = 0. Korzystając z twierdzenia Viety, stwierdzamy, że a = -1 lub a = -2.

Zróbmy odwrotne podstawienie, mamy:

tg x + сtgx = -1 lub tg x + сtgx = -2. Rozwiążmy powstałe równania.

tg x + 1/tgx = -1 lub tg x + 1/tgx = -2.

Z własności dwóch wzajemnie odwrotnych liczb stwierdzamy, że pierwsze równanie nie ma pierwiastków, a z drugiego równania mamy:

tg x = -1, tj. x = -π/4 + πk, k – liczba całkowita (k € Z).

Przedział [-π; 1,1π] należą do pierwiastków: -π/4; -π/4 + π. Ich suma:

-π/4 + (-π/4 + π) = -π/2 + π = π/2.

Odpowiedź: π/2.

Przykład 5. Znajdź średnią arytmetyczną pierwiastków równania sin 3x + sin x = sin 2x na przedziale [-π; 0,5π].

Rozwiązanie:

Skorzystajmy ze wzoru sin α + sin β = 2sin ((α + β)/2) cos ((α – β)/2), wówczas

grzech 3x + grzech x = 2sin ((3x + x)/2) cos ((3x – x)/2) = 2sin 2x cos x i równanie ma postać

2sin 2x cos x = grzech 2x;

2sin 2x · cos x – sin 2x = 0. Weźmy wspólny czynnik sin 2x z nawiasu

sin 2x(2cos x – 1) = 0. Rozwiąż otrzymane równanie:

grzech 2x = 0 lub 2cos x – 1 = 0;

grzech 2x = 0 lub cos x = 1/2;

2x = πk lub x = ±π/3 + 2πk, k – liczba całkowita (k € Z).

W ten sposób mamy korzenie

x = πk/2, x = π/3 + 2πk, x = -π/3 + 2πk, k – liczba całkowita (k € Z).

Przedział [-π; 0,5π] należą do pierwiastków -π; -π/2; 0; π/2 (z pierwszego szeregu pierwiastków); π/3 (z drugiej serii); -π/3 (z trzeciej serii). Ich średnia arytmetyczna wynosi:

(-π – π/2 + 0 + π/2 + π/3 – π/3)/6 = -π/6.

Odpowiedź: -π/6.

Przykład 6. Znajdź liczbę pierwiastków równania sin x + cos x = 0 na przedziale [-1,25π; 2π].

Rozwiązanie:

Równanie to jest równaniem jednorodnym pierwszego stopnia. Podzielmy obie jego części przez cosx (wartości zmiennej, przy której cos x = 0 nie są pierwiastkami tego równania, ponieważ sinus i cosinus tej samej liczby nie mogą być jednocześnie równe zeru). Oryginalne równanie to:

x = -π/4 + πk, k – liczba całkowita (k € Z).

Przedział [-1,25π; 2π] należą do pierwiastków -π/4; (-π/4 + π); i (-π/4 + 2π).

Zatem dany przedział zawiera trzy pierwiastki równania.

Odpowiedź: 3.

Naucz się robić najważniejszą rzecz - jasno wyobraź sobie plan rozwiązania problemu, a wtedy każde równanie trygonometryczne będzie w zasięgu ręki.

Nadal masz pytania? Nie wiesz jak rozwiązywać równania trygonometryczne?
Aby uzyskać pomoc korepetytora zarejestruj się.

stronie internetowej, przy kopiowaniu materiału w całości lub w części wymagany jest link do źródła.