20.
Найдите
корни
уравнения
,
2
1
3
2
5
4
sin
x
принадлежащие
промежутку
)
12
;
8
[
.
Линейные уравнения вида
c
x
b
x
a
sin
cos
Если
0
,
0
b
a
или
0
,
0
b
a
, то
линейное уравнение
c
x
b
x
a
sin
cos
приводится к простейшему уравнению
b
c
x
sin
или
a
c
x
cos
.
Если
a и
b
отличны от нуля, то дан-
ное линейное уравнение преобразуется к
простейшему методом введения вспомо-
гательного угла. Рассмотрим этот метод
на примерах.
Пример 35. Решить уравнение
2
cos
sin
3
x
x
.
Решение. Данное уравнение равно-
сильно следующим:
1
cos
2
1
sin
2
3
x
x
;
1
cos
6
sin
sin
6
cos
x
x
;
1
6
sin
x
.
Отсюда получаем
n
x
2
2
6
или
n
x
2
3
2
, где
Z
m
.
Ответ:
n
2
3
2
,
Z
m
.
Пример 36. Решить уравнение
2
sin
4
cos
3
x
x
.
Решение. Данное уравнение равно-
сильно следующим:
2
sin
5
4
cos
5
3
4
3
5
2
2
x
x
;
5
2
sin
5
4
cos
5
3
x
x
.
Последнее уравнение представим в
виде
5
2
sin
sin
cos
cos
x
x
,
где
5
3
arccos
. Отсюда получаем
Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Тригонометрические уравнения: методы решений и отбор корней
25.12.2011
www.alexlarin.net
21
5
2
cos
x
.
Его решения имеют вид
n
x
2
5
2
arccos
,
Z
n
.
Подставляя
5
3
arccos
, имеем
n
x
2
5
3
arccos
5
2
arccos
,
Z
n
.
Ответ:
n
2
5
3
arccos
5
2
arccos
,
Z
n
.
Уравнение вида
c
x
b
x
a
sin
cos
, в
случае, когда
0
c
, а коэффициенты
a и
b
отличны от нуля, сводится к простей-
шему делением на
x
cos или
x
sin
.
Пример 37. Решить уравнение
0
cos
5
sin
x
x
.
Решение. Среди значений
x , для ко-
торых
0
cos
x
, корней уравнения нет
(если
0
cos
x
, то из уравнения следует,
что и
0
sin
x
, а одновременно эти два
равенства выполняться не могут). Значит,
деление обеих частей уравнения на
x
cos
не приведет к потере корней. Разделив,
получим уравнение
0
5
tg
x
,
откуда
n
x
5
arctg
,
Z
n
Ответ:
n
5
arctg
,
Z
n
.
Пример 38. Решить уравнение
1
3
cos
15
3
sin
8
x
x
.
Решение. Разделим обе части уравне-
ния на
17
15
8
2
2
. Уравнение примет
вид
17
1
3
cos
17
15
3
sin
17
8
x
x
17
1
sin
3
cos
cos
3
sin
x
x
,
17
1
)
3
sin(
x
где
,
17
8
cos
.
17
15
sin
Тогда имеем
;
17
1
arcsin
)
1
(
n
x
n
.
,
17
1
arcsin
)
1
(
Z
n
n
x
n
Так как
,
0
17
8
cos
,
0
17
15
sin
то угол
лежит в четвертой четверти и
поэтому
.
17
15
arcsin
17
15
arcsin
Ответ:
,
17
1
arcsin
)
1
(
17
15
arcsin
n
n
.
Z
n
Тренировочные упражнения
Решите уравнения:
21.
3
cos
2
sin
2
x
x
.
22.
2
cos
sin
3
x
x
.
23. Дано уравнение
0
4
cos
4
sin
3
x
x
.
а) Решите уравнение.
б) Укажите корни, принадлежащие от-
резку
2
;
2
.
24.
Найдите
корни
уравнения
x
x
3
cos
3
sin
, принадлежащие отрезку
]
4
;
0
[
.
25.
Найдите
корни
уравнения
x
x
2
cos
3
2
sin
, принадлежащие отрез-
ку
]
6
;
1
[
.
26.
Найдите
корни
уравнения
x
x
2
cos
2
sin
3
, принадлежащие отрез-
ку
]
4
;
1
[
.
27.
Найдите
корни
уравнения
1
cos
sin
3
x
x
на отрезке
]
3
;
3
[
.
28.
Найдите
корни
уравнения
1
cos
3
sin
x
x
на отрезке
]
4
;
2
[
.
2.2. Тригонометрические уравнения,
сводящиеся к алгебраическим
уравнениям с помощью замены
В тех случаях, когда исходное урав-
нение может быть приведено к виду
0
))
(
(
x
g
f
, то заменой
t
x
g
)
(
уравне-
ние сводится к решению уравнения
0
)
(
t
f
. Далее для каждого полученного
корня
k
t необходимо решить уравнение
k
g x
t
.
Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Тригонометрические уравнения: методы решений и отбор корней
25.12.2011
www.alexlarin.net
22
В тех случаях, когда множество зна-
чений функции
)
(x
g
известно, то пишет-
ся ограничение на новую переменную.
Например,
t
x
sin
при
,
1
1
t
t
x
cos
при
,
1
1
t
t
x
2
sin
при
,
1
0
t
t
x
2
cos
при
,
1
0
t
t
x
arcsin
при
,
2
2
t
t
x
arccos
при
,
0
t
t
x
arctg
при
,
2
2
t
t
x
arcctg
при
.
0
t
Иногда при решении уравнений часть
«посторонних» решений возникающих в
результате замены могут быть удалены
по причине несоответствия их области
определения или множеству значений
тригонометрических и обратных триго-
нометрических функций. Напомним их.
Функция
Область
определения
Множество
значений
x
y
sin
)
;
(
]
1
;
1
[
x
y
cos
)
;
(
]
1
;
1
[
x
y
tg
все
k
x
2
,
Z
k
)
;
(
x
y
ctg
все
k
x
,
Z
k
)
;
(
x
y
arcsin
]
1
;
1
[
2
;
2
x
y
arccos
]
1
;
1
[
]
;
0
[
x
y
arctg
)
;
(
2
;
2
x
y
arcctg
)
;
(
)
;
0
(
Покажем на примерах как ограниче-
ние, связанное с новой переменной, по-
зволяет проводить проверку на промежу-
точном этапе решения.
Пример 39. Решить уравнение
0
8
2
cos
15
2
cos
2
2
x
x
.
Решение. Обозначим
,
2
cos
t
x
где
.
1
1
t
Полученное квадратное урав-
нение
0
8
15
2
2
t
t
имеет
корни
2
1
1
t
и
8
2
t
(не удовлетворяет усло-
вию
1
1
t
).
Решая уравнение
2
1
2
cos
x
, получаем
,
,
2
2
1
arccos
2
Z
n
n
x
,
,
4
2
1
arccos
2
Z
n
n
x
,
,
4
3
2
Z
n
n
x
.
,
4
3
4
Z
n
n
x
Ответ:
.
,
4
3
4
Z
n
n
Пример 40. Решить уравнение
0
15
arccos
8
arccos
2
x
x
.
Решение. Положим
t
x
arccos
. Так
как
множество
значений
функции
x
arccos – отрезок
;
0
, найдем решения
уравнения
0
15
8
2
t
t
,
удовлетво-
ряющие условию
t
0
. Такой корень
один:
3
t
. Если
3
t
, то
3
arccos
x
,
откуда
3
cos
x
.
Ответ:
3
cos
.
Сведение тригонометрических уравне-
ний к алгебраическим путем замены пе-
ременной – одна из наиболее плодотвор-
ных идей, используемая для решения
тригонометрических
уравнений.
Рас-
смотрим несколько типичных ситуаций
введения новой переменной.
уравнения, сводящиеся к многочлену от
одной тригонометрической функции
Рассмотрим уравнения, сводящиеся к
квадратным относительно синуса, коси-
нуса, тангенса или котангенса.
Пример 41. Решить уравнение
0
1
cos
sin
2
2
x
x
.
Решение. Используя основное триго-
нометрическое
тождество,
приведем
уравнение к виду
0
cos
1
cos
2
2
x
x
или
0
)
1
)(cos
1
cos
2
(
x
x
.
Отсюда
Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Тригонометрические уравнения: методы решений и отбор корней
25.12.2011
www.alexlarin.net
23
5
,
0
cos
x
,
,
,
2
3
2
Z
n
n
x
или
1
cos
x
,
.
,
2
Z
k
k
x
Заметим, что все решения можно
представить
одной
формулой
.
,
3
2
Z
k
k
x
.
Ответ:
.
,
3
2
Do'stlaringiz bilan baham: |