Простейшие тригонометрические уравнения вариант 12

РЕШЕНИЕ ПРОСТЕЙШИХ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ

Простейшими тригонометрическими уравнениями называют уравнения

Чтобы рассуждения по нахождению корней этих уравнений были более наглядными, воспользуемся графиками соответствующих функций.

19.1. Уравнение cos x = a

Объяснение и обоснование

1. Корни уравненияcosx=a.

При |a| > 1 уравнение не имеет корней, поскольку |cos x| ≤ 1 для любого x (прямая y = a на рисунке из пункта 1 таблицы 1 при a > 1 или при a 1 уравнение не имеет корней, поскольку |sin x| ≤ 1 для любого x (прямая y = a на рисунке 1 при a > 1 или при a n arcsin a + 2πn, n ∈ Z (3)

2.Частые случаи решения уравнения sin x = a.

Полезно помнить специальные записи корней уравнения при a = 0, a = -1, a = 1, которые можно легко получить, используя как ориентир единичную окружность (рис 2).

Учитывая, что синус равен ординате соответствующей точки единичной окружности, получаем, что sin x = 0 тогда и только тогда, когда соответствующей точкой единичной окружности является точка C или тока D. Тогда

Аналогично sin x = 1 тогда и только тогда, когда соответствующей точкой единичной окружности является точка A, следовательно,

Также sin x = -1 тогда и только тогда, когда соответствующей точкой единичной окружности является точка B, таким образом,

Примеры решения задач

Замечание. Ответ к задаче 1 часто записывают в виде:

19.3. Уравнения tg x = a и ctg x = a

Объяснение и обоснование

1.Корни уравнений tg x = a и ctg x = a

Рассмотрим уравнение tg x = a. На промежутке функция y = tg x возрастает (от -∞ до +∞). Но возрастающая функция принимает каждое свое значение только в одной точке ее области определения, поэтому уравнение tg x = a при любом значении a имеет на этом промежутке только один корень, который по определению арктангенса равен: x₁ = arctg a и для этого корня tg x = a.

Функция y = tg x периодическая с периодом π, поэтому все остальные корни отличаются от найденного на πn (n ∈ Z). Получаем следующую формулу корней уравнения tg x = a:

При a=0 arctg 0 = 0, таким образом, уравнение tg x = 0 имеет корни x = πn (n ∈ Z).

Рассмотрим уравнение ctg x = a. На промежутке (0; π) функция y = ctg x убывает (от +∞ до -∞). Но убывающая функция принимает каждое свое значение только в одной точке ее области определения, поэтому уравнение ctg x = a при любом значении a имеет на этом промежутке только один корень, который по определению арккотангенса равен: x₁=arсctg a.

Функция y = ctg x периодическая с периодом π, поэтому все остальные корни отличаются от найденного на πn (n ∈ Z). Получаем следующую формулу корней уравнения ctg x = a:

таким образом, уравнение ctg x = 0 имеет корни

Примеры решения задач

Вопросы для контроля

1. Какие уравнения называют простейшими тригонометрическими?
2. Запишите формулы решения простейших тригонометрических уравнений. В каких случаях нельзя найти корни простейшего тригонометрического уравнения по этим формулам?
3. Выведите формулы решения простейших тригонометрических уравнений.
4. Обоснуйте формулы решения простейших тригонометрических уравнений для частных случаев.

Упражнения

Решите уравнение (1-11)

Найдите корни уравнения на заданном промежутке (12-13)

«Простейшие тригонометрические уравнения» тесты с ответами

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Решите тригонометрические уравнения:

1. 2 sin 2 x – 5 sin x – 7 = 0

2 . 12sin 2 x + 20cos x – 19 = 0

3 . 3sin 2 x + 14sin x cos x + 8cos 2 x = 0

4 . 7 tg x – 10ctg x + 9 = 0

5 . 5sin 2 x – 14cos 2 x + 2 = 0

6 . 9cos 2 x – 4cos 2 x = 11sin 2 x + 9

Решите тригонометрические уравнения:

1. 10 cos 2 x – 17 cos x + 6 = 0

2 . 2cos 2 x + 5sin x + 5 = 0

3 . 6sin 2 x + 13sin x cos x + 2cos 2 x = 0

4 . 5 tg x – 4ctg x + 8 = 0

5 . 6cos 2 x + 13sin 2 x = –10

6 . 2 sin 2 x + 6sin 2 x = 7(1 + cos 2 x )

Решите тригонометрические уравнения:

1. 3 sin 2 x – 7 sin x + 4 = 0

2 . 6sin 2 x – 11cos x – 10 = 0

3 . sin 2 x + 5sin x cos x + 6cos 2 x = 0

4 . 4 tg x – 12ctg x + 13 = 0

5 . 5 – 8cos 2 x = sin 2 x

6 . 7 sin 2 x + 9cos 2 x = –7

Решите тригонометрические уравнения:

1. 10 cos 2 x + 17 cos x + 6 = 0

2 . 3cos 2 x + 10sin x – 10 = 0

3 . 2 sin 2 x + 9sin x cos x + 10cos 2 x = 0

4 . 3 tg x – 12ctg x + 5 = 0

5 . 10sin 2 x – 3sin 2 x = 8

6 . 11sin 2 x – 6cos 2 x + 8cos 2 x = 8

Решите тригонометрические уравнения:

1. 10 sin 2 x + 11 sin x – 8 = 0

2 . 4sin 2 x – 11cos x – 11 = 0

3 . 4sin 2 x + 9sin x cos x + 2cos 2 x = 0

4 . 3 tg x – 8ctg x + 10 = 0

5 . 3sin 2 x + 8sin 2 x = 7

6 . 10sin 2 x + 11sin 2 x + 6cos 2 x = –6

Решите тригонометрические уравнения:

1. 3 cos 2 x – 10 cos x + 7 = 0

2 . 6cos 2 x + 7sin x – 1 = 0

3 . 3sin 2 x + 10sin x cos x + 3cos 2 x = 0

4 . 6 tg x – 14ctg x + 5 = 0

5 . 6 sin 2 x + 7sin 2 x + 4 = 0

6 . 7 = 7sin 2 x – 9cos 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 6 sin 2 x – 7 sin x – 5 = 0

2 . 3sin 2 x + 10cos x – 10 = 0

3 . 2sin 2 x + 11sin x cos x + 14cos 2 x = 0

4 . 3 tg x – 5ctg x + 14 = 0

5 . 10sin 2 x – sin 2 x = 8cos 2 x

6 . 1 – 6 cos 2 x = 2sin 2 x + cos 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 3 cos 2 x – 5 cos x – 8 = 0

2 . 8cos 2 x – 14sin x + 1 = 0

3 . 5sin 2 x + 14sin x cos x + 8 cos 2 x = 0

4 . 2 tg x – 9ctg x + 3 = 0

5 . sin 2 x – 5cos 2 x = 2sin 2 x

6 . 5 cos 2 x + 5 = 8sin 2 x – 6sin 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 6 sin 2 x + 11 sin x + 4 = 0

2 . 4sin 2 x – cos x + 1 = 0

3 . 3sin 2 x + 11sin x cos x + 6cos 2 x = 0

4 . 5 tg x – 8ctg x + 6 = 0

5 . sin 2 x + 1 = 4cos 2 x

6 . 14cos 2 x + 3 = 3cos 2 x – 10sin 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 4 cos 2 x + cos x – 5 = 0

2 . 10cos 2 x – 17sin x – 16 = 0

3 . sin 2 x + 6sin x cos x + 8 cos 2 x = 0

4 . 3 tg x – 6ctg x + 7 = 0

5 . 2 cos 2 x – 11sin 2 x = 12

6 . 2 sin 2 x – 3sin 2 x – 4cos 2 x = 4

Решите тригонометрические уравнения:

1. 10 sin 2 x – 17 sin x + 6 = 0

2 . 5sin 2 x – 12cos x – 12 = 0

3 . 2sin 2 x + 5sin x cos x + 2cos 2 x = 0

4 . 7 tg x – 12ctg x + 8 = 0

5 . 3 + sin 2 x = 8cos 2 x

6 . 2 sin 2 x + 3cos 2 x = –2

Решите тригонометрические уравнения:

1. 2 cos 2 x – 5 cos x – 7 = 0

2 . 12cos 2 x + 20sin x – 19 = 0

3 . 5sin 2 x + 12sin x cos x + 4cos 2 x = 0

4 . 2 tg x – 6ctg x + 11 = 0

5 . 22 sin 2 x – 9sin 2 x = 20

6 . 1 4cos 2 x – 2cos 2 x = 9sin 2 x – 2

Решите тригонометрические уравнения:

1. 4 sin 2 x + sin x – 5 = 0

2 . 6sin 2 x + 7cos x – 1 = 0

3 . 4sin 2 x + 11sin x cos x + 6cos 2 x = 0

4 . 5 tg x – 6ctg x + 13 = 0

5 . 3 – 4sin 2 x = sin 2 x

6 . 10sin 2 x + 3cos 2 x = –3 – 14sin 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 8 cos 2 x – 10 cos x – 7 = 0

2 . 4cos 2 x – sin x + 1 = 0

3 . 3sin 2 x + 10sin x cos x + 8cos 2 x = 0

4 . 2 tg x – 12ctg x + 5 = 0

5 . 14sin 2 x – 11sin 2 x = 18

6 . 2 sin 2 x – 3cos 2 x = 2

Решите тригонометрические уравнения:

1. 3 sin 2 x – 5 sin x – 8 = 0

2 . 10sin 2 x + 17cos x – 16 = 0

3 . sin 2 x + 8sin x cos x + 12cos 2 x = 0

4 . 4 tg x – 9ctg x + 9 = 0

5 . 14sin 2 x – 4cos 2 x = 5sin 2 x

6 . 1 – 5 sin 2 x – cos 2 x = 12cos 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 8 cos 2 x + 14 cos x – 9 = 0

2 . 3cos 2 x + 5sin x + 5 = 0

3 . 2sin 2 x + 11sin x cos x + 5cos 2 x = 0

4 . 5 tg x – 3ctg x + 14 = 0

5 . 2 sin 2 x – 7sin 2 x = 16cos 2 x

6 . 14sin 2 x + 4cos 2 x = 11sin 2 x – 4

Решите тригонометрические уравнения:

1. 12 cos 2 x – 20 cos x + 7 = 0

2 . 5cos 2 x – 12sin x – 12 = 0

3 . 3sin 2 x + 13sin x cos x + 12cos 2 x = 0

4 . 5 tg x – 6ctg x + 7 = 0

5 . sin 2 x + 2sin 2 x = 5cos 2 x

6 . 13sin 2 x – 3cos 2 x = –13

Решите тригонометрические уравнения:

1. 3 sin 2 x – 10 sin x + 7 = 0

2 . 8sin 2 x + 10cos x – 1 = 0

3 . 4sin 2 x + 13sin x cos x + 10cos 2 x = 0

4 . 3 tg x – 3ctg x + 8 = 0

5 . sin 2 x + 4cos 2 x = 1

6 . 10cos 2 x – 9sin 2 x = 4cos 2 x – 4

Решите тригонометрические уравнения:

1. 6 cos 2 x – 7 cos x – 5 = 0

2 . 3cos 2 x + 7sin x – 7 = 0

3 . 3sin 2 x + 7sin x cos x + 2cos 2 x = 0

4 . 2 tg x – 4ctg x + 7 = 0

5 . sin 2 x – 22cos 2 x + 10 = 0

6 . 2 sin 2 x – 3sin 2 x – 4cos 2 x = 4

Решите тригонометрические уравнения:

1. 5 sin 2 x + 12 sin x + 7 = 0

2 . 10sin 2 x – 11cos x – 2 = 0

3 . 4sin 2 x + 13sin x cos x + 3cos 2 x = 0

4 . 6 tg x – 10ctg x + 7 = 0

5 . 14 cos 2 x + 5sin 2 x = 2

6 . 4 sin 2 x = 4 – cos 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 6 cos 2 x + 11 cos x + 4 = 0

2 . 2cos 2 x – 3sin x + 3 = 0

3 . 2sin 2 x + 7sin x cos x + 6cos 2 x = 0

4 . 4 tg x – 3ctg x + 11 = 0

5 . 9 sin 2 x + 22sin 2 x = 20

6 . 8 sin 2 x + 7sin 2 x + 3cos 2 x + 3 = 0

Решите тригонометрические уравнения:

1. 2 sin 2 x + 3 sin x – 5 = 0

2 . 10sin 2 x – 17cos x – 16 = 0

3 . 5sin 2 x + 13sin x cos x + 6cos 2 x = 0

4 . 3 tg x – 14ctg x + 1 = 0

5 . 10 sin 2 x + 13sin 2 x + 8 = 0

6 . 6 cos 2 x + cos 2 x = 1 + 2sin 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 10 cos 2 x + 11 cos x – 8 = 0

2 . 4cos 2 x – 11sin x – 11 = 0

3 . 3sin 2 x + 8sin x cos x + 4cos 2 x = 0

4 . 5 tg x – 12ctg x + 11 = 0

5 . 5 sin 2 x + 22sin 2 x = 16

6 . 2 sin 2 x – 10cos 2 x = 9sin 2 x + 10

Решите тригонометрические уравнения:

1. 4 sin 2 x + 11 sin x + 7 = 0

2 . 8sin 2 x – 14cos x + 1 = 0

3 . 2sin 2 x + 9sin x cos x + 9cos 2 x = 0

4 . 6 tg x – 2ctg x + 11 = 0

5 . 8 sin 2 x – 7 = 3sin 2 x

6 . 11sin 2 x = 11 – cos 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 2 cos 2 x + 3 cos x – 5 = 0

2 . 6cos 2 x – 11sin x – 10 = 0

3 . sin 2 x + 7sin x cos x + 12cos 2 x = 0

4 . 7 tg x – 8ctg x + 10 = 0

5 . 9cos 2 x – sin 2 x = 4sin 2 x

6 . 7 sin 2 x + 3cos 2 x + 7 = 0

Решите тригонометрические уравнения:

1. 10 sin 2 x + 17 sin x + 6 = 0

2 . 3sin 2 x + 7cos x – 7 = 0

3 . 3sin 2 x + 11sin x cos x + 10cos 2 x = 0

4 . 5 tg x – 9ctg x + 12 = 0

5 . 3 sin 2 x + 5sin 2 x + 7cos 2 x = 0

6 . 12cos 2 x + cos 2 x = 5sin 2 x + 1

Решите тригонометрические уравнения:

1. 5 cos 2 x + 12 cos x + 7 = 0

2 . 10cos 2 x + 17sin x – 16 = 0

3 . 2sin 2 x + 9sin x cos x + 4cos 2 x = 0

4 . 4 tg x – 6ctg x + 5 = 0

5 . 8 sin 2 x + 3sin 2 x = 14cos 2 x

6 . 2sin 2 x – 7cos 2 x = 6sin 2 x + 7

Решите тригонометрические уравнения:

1. 12 sin 2 x – 20 sin x + 7 = 0

2 . 3sin 2 x + 5cos x + 5 = 0

3 . 3sin 2 x + 13sin x cos x + 14cos 2 x = 0

4 . 3 tg x – 4ctg x + 11 = 0

5 . 8 cos 2 x + 7sin 2 x + 6sin 2 x = 0

6 . 1 – cos 2 x = 18cos 2 x – 8sin 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 4 cos 2 x + 11 cos x + 7 = 0

2 . 10cos 2 x – 11sin x – 2 = 0

3 . 2sin 2 x + 13sin x cos x + 6cos 2 x = 0

4 . 3 tg x – 2ctg x + 5 = 0

5 . 7 sin 2 x + 2 = 18cos 2 x

6 . 13sin 2 x + 13 = –5cos 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 8 sin 2 x + 14 sin x – 9 = 0

2 . 2sin 2 x + 5cos x + 5 = 0

3 . sin 2 x + 9sin x cos x + 14cos 2 x = 0

4 . 2 tg x – 5ctg x + 9 = 0

5 . 7 sin 2 x + 5sin 2 x + 3cos 2 x = 0

6 . 2sin 2 x + 9sin 2 x = 10cos 2 x + 10

Решите тригонометрические уравнения:

1. 3 cos 2 x – 7 cos x + 4 = 0

2 . 8cos 2 x + 10sin x – 1 = 0

3 . 3sin 2 x + 13sin x cos x + 4cos 2 x = 0

4 . 5 tg x – 14ctg x + 3 = 0

5 . 7 sin 2 x = 22sin 2 x – 4

6 . cos 2 x + 8sin 2 x = 1 – 18cos 2 x

Решите тригонометрические уравнения:

1. 8 sin 2 x – 10 sin x – 7 = 0

2 . 2sin 2 x – 3cos x + 3 = 0

3 . 2sin 2 x + 11sin x cos x + 12cos 2 x = 0

4 . 4 tg x – 14ctg x + 1 = 0

5 . 4 sin 2 x + 10cos 2 x = 1

6 . 11sin 2 x – 7cos 2 x = 11

3 . – arctg 3 +  n ; – arctg 2 +  k

3 . – arctg 2 +  n ; – arctg 4 +  k

3 . – arctg 2 +  n ; – arctg 6 +  k

3 . – arctg 4 +  n ; – arctg 3 +  k

3 . – arctg 2 +  n ; – arctg 7 +  k

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 932 человека из 80 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Математика: теория и методика преподавания в образовательной организации

• Сейчас обучается 682 человека из 75 регионов

Курс повышения квалификации

Методика обучения математике в основной и средней школе в условиях реализации ФГОС ОО

• Сейчас обучается 308 человек из 69 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Дистанционные курсы для педагогов

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

33 конкурса для учеников 1–11 классов и дошкольников от проекта «Инфоурок»

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 573 258 материалов в базе

Другие материалы

• 28.09.2016
• 1112
• 27

• 28.09.2016
• 4096
• 63

• 28.09.2016
• 995
• 1

• 28.09.2016
• 670
• 0

• 28.09.2016
• 1154
• 10

• 28.09.2016
• 490
• 0

• 28.09.2016
• 913
• 3

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Добавить в избранное

• 28.09.2016 9498
• DOCX 224 кбайт
• 44 скачивания
• Рейтинг: 5 из 5
• Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Янишевская Инна Евгеньевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

• На сайте: 5 лет и 10 месяцев
• Подписчики: 0
• Всего просмотров: 13411
• Всего материалов: 18

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Инфоурок стал резидентом Сколково

Время чтения: 2 минуты

Тринадцатилетняя школьница из Индии разработала приложение против буллинга

Время чтения: 1 минута

Онлайн-конференция о создании школьных служб примирения

Время чтения: 3 минуты

Полный перевод школ на дистанционное обучение не планируется

Время чтения: 1 минута

Рособрнадзор не планирует переносить досрочный период ЕГЭ

Время чтения: 0 минут

В Воронеже продлили удаленное обучение для учеников 5-11-х классов

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Задания по теме «Тригонометрические уравнения»

Открытый банк заданий по теме тригонометрические уравнения. Задания C1 из ЕГЭ по математике (профильный уровень)

Задание №1179

Условие

а) Решите уравнение 2(\sin x-\cos x)=tgx-1.

б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие промежутку \left[ \frac<3\pi >2;\,3\pi \right].

Решение

а) Раскрыв скобки и перенеся все слагаемые в левую часть, получим уравнение 1+2 \sin x-2 \cos x-tg x=0. Учитывая, что \cos x \neq 0, слагаемое 2 \sin x можно заменить на 2 tg x \cos x, получим уравнение 1+2 tg x \cos x-2 \cos x-tg x=0, которое способом группировки можно привести к виду (1-tg x)(1-2 \cos x)=0.

1) 1-tg x=0, tg x=1, x=\frac\pi 4+\pi n, n \in \mathbb Z;

2) 1-2 \cos x=0, \cos x=\frac12, x=\pm \frac\pi 3+2\pi n, n \in \mathbb Z.

б) С помощью числовой окружности отберём корни, принадлежащие промежутку \left[ \frac<3\pi >2;\, 3\pi \right].

x_1=\frac\pi 4+2\pi =\frac<9\pi >4,

x_2=\frac\pi 3+2\pi =\frac<7\pi >3,

x_3=-\frac\pi 3+2\pi =\frac<5\pi >3.

Ответ

а) \frac\pi 4+\pi n, \pm\frac\pi 3+2\pi n, n \in \mathbb Z;

б) \frac<5\pi >3, \frac<7\pi >3, \frac<9\pi >4.

Задание №1178

Условие

а) Решите уравнение (2\sin ^24x-3\cos 4x)\cdot \sqrt =0.

б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие промежутку \left( 0;\,\frac<3\pi >2\right] ;

Решение

а) ОДЗ: \begin tgx\geqslant 0\\x\neq \frac\pi 2+\pi k,k \in \mathbb Z. \end

Исходное уравнение на ОДЗ равносильно совокупности уравнений

\left[\!\!\begin 2 \sin ^2 4x-3 \cos 4x=0,\\tg x=0. \end\right.

Решим первое уравнение. Для этого сделаем замену \cos 4x=t, t \in [-1; 1]. Тогда \sin^24x=1-t^2. Получим:

t_1=\frac12, t_2=-2, t_2\notin [-1; 1].

4x=\pm \frac\pi 3+2\pi n,

x=\pm \frac\pi <12>+\frac<\pi n>2, n \in \mathbb Z.

Решим второе уравнение.

tg x=0,\, x=\pi k, k \in \mathbb Z.

При помощи единичной окружности найдём решения, которые удовлетворяют ОДЗ.

Знаком «+» отмечены 1 -я и 3 -я четверти, в которых tg x>0.

Получим: x=\pi k, k \in \mathbb Z; x=\frac\pi <12>+\pi n, n \in \mathbb Z; x=\frac<5\pi ><12>+\pi m, m \in \mathbb Z.

б) Найдём корни, принадлежащие промежутку \left( 0;\,\frac<3\pi >2\right].

Ответ

а) \pi k, k \in \mathbb Z; \frac\pi <12>+\pi n, n \in \mathbb Z; \frac<5\pi ><12>+\pi m, m \in \mathbb Z.

Задание №1177

Условие

а) Решите уравнение: \cos ^2x+\cos ^2\frac\pi 6=\cos ^22x+\sin ^2\frac\pi 3;

б) Укажите все корни, принадлежащие промежутку \left( \frac<7\pi >2;\,\frac<9\pi >2\right].

Решение

а) Так как \sin \frac\pi 3=\cos \frac\pi 6, то \sin ^2\frac\pi 3=\cos ^2\frac\pi 6, значит, заданное уравнение равносильно уравнению \cos^2x=\cos ^22x, которое, в свою очередь, равносильно уравнению \cos^2x-\cos ^2 2x=0.

Но \cos ^2x-\cos ^22x= (\cos x-\cos 2x)\cdot (\cos x+\cos 2x) и

\cos 2x=2 \cos ^2 x-1, поэтому уравнение примет вид

(\cos x-(2 \cos ^2 x-1))\,\cdot (\cos x+(2 \cos ^2 x-1))=0,

(2 \cos ^2 x-\cos x-1)\,\cdot (2 \cos ^2 x+\cos x-1)=0.

Тогда либо 2 \cos ^2 x-\cos x-1=0, либо 2 \cos ^2 x+\cos x-1=0.

Решая первое уравнение как квадратное уравнение относительно \cos x, получаем:

(\cos x)_<1,2>=\frac<1\pm\sqrt 9>4=\frac<1\pm3>4. Поэтому либо \cos x=1, либо \cos x=-\frac12. Если \cos x=1, то x=2k\pi , k \in \mathbb Z. Если \cos x=-\frac12, то x=\pm \frac<2\pi >3+2s\pi , s \in \mathbb Z.

Аналогично, решая второе уравнение, получаем либо \cos x=-1, либо \cos x=\frac12. Если \cos x=-1, то корни x=\pi +2m\pi , m \in \mathbb Z. Если \cos x=\frac12, то x=\pm \frac\pi 3+2n\pi , n \in \mathbb Z.

Объединим полученные решения:

x=m\pi , m \in \mathbb Z; x=\pm \frac\pi 3 +s\pi , s \in \mathbb Z.

б) Выберем корни, которые попали в заданный промежуток, с помощью числовой окружности.

Получим: x_1 =\frac<11\pi >3, x_2=4\pi , x_3 =\frac<13\pi >3.

Ответ

а) m\pi, m \in \mathbb Z; \pm \frac\pi 3 +s\pi , s \in \mathbb Z;

б) \frac<11\pi >3, 4\pi , \frac<13\pi >3.

Задание №1176

Условие

а) Решите уравнение 10\cos ^2\frac x2=\frac<11+5ctg\left( \dfrac<3\pi >2-x\right) ><1+tgx>.

б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие интервалу \left( -2\pi ; -\frac<3\pi >2\right).

Решение

а) 1. Согласно формуле приведения, ctg\left( \frac<3\pi >2-x\right) =tgx. Областью определения уравнения будут такие значения x , что \cos x \neq 0 и tg x \neq -1. Преобразуем уравнение, пользуясь формулой косинуса двойного угла 2 \cos ^2 \frac x2=1+\cos x. Получим уравнение: 5(1+\cos x) =\frac<11+5tgx><1+tgx>.

Заметим, что \frac<11+5tgx><1+tgx>= \frac<5(1+tgx)+6><1+tgx>= 5+\frac<6><1+tgx>, поэтому уравнение принимает вид: 5+5 \cos x=5 +\frac<6><1+tgx>. Отсюда \cos x =\frac<\dfrac65><1+tgx>, \cos x+\sin x =\frac65.

2. Преобразуем \sin x+\cos x по формуле приведения и формуле суммы косинусов: \sin x=\cos \left(\frac\pi 2-x\right), \cos x+\sin x= \cos x+\cos \left(\frac\pi 2-x\right)= 2\cos \frac\pi 4\cos \left(x-\frac\pi 4\right)= \sqrt 2\cos \left( x-\frac\pi 4\right) = \frac65.

Отсюда \cos \left(x-\frac\pi 4\right) =\frac<3\sqrt 2>5. Значит, x-\frac\pi 4= arc\cos \frac<3\sqrt 2>5+2\pi k, k \in \mathbb Z,

или x-\frac\pi 4= -arc\cos \frac<3\sqrt 2>5+2\pi t, t \in \mathbb Z.

Поэтому x=\frac\pi 4+arc\cos \frac<3\sqrt 2>5+2\pi k,k \in \mathbb Z,

или x =\frac\pi 4-arc\cos \frac<3\sqrt 2>5+2\pi t,t \in \mathbb Z.

Найденные значения x принадлежат области определения.

б) Выясним сначала куда попадают корни уравнения при k=0 и t=0. Это будут соответственно числа a=\frac\pi 4+arccos \frac<3\sqrt 2>5 и b=\frac\pi 4-arccos \frac<3\sqrt 2>5.

1. Докажем вспомогательное неравенство:

Заметим также, что \left( \frac<3\sqrt 2>5\right) ^2=\frac<18> <25>значит \frac<3\sqrt 2>5

2. Из неравенств (1) по свойству арккосинуса получаем:

Отсюда \frac\pi 4+0

Аналогично, -\frac\pi 4

0=\frac\pi 4-\frac\pi 4 \frac\pi 4

При k=-1 и t=-1 получаем корни уравнения a-2\pi и b-2\pi.

\Bigg( a-2\pi =-\frac74\pi +arccos \frac<3\sqrt 2>5,\, b-2\pi =-\frac74\pi -arccos \frac<3\sqrt 2>5\Bigg). При этом -2\pi

-2\pi Значит, эти корни принадлежат заданному промежутку \left( -2\pi , -\frac<3\pi >2\right).

При остальных значениях k и t корни уравнения не принадлежат заданному промежутку.

Действительно, если k\geqslant 1 и t\geqslant 1, то корни больше 2\pi. Если k\leqslant -2 и t\leqslant -2, то корни меньше -\frac<7\pi >2.

Ответ

а) \frac\pi4\pm arccos\frac<3\sqrt2>5+2\pi k, k\in\mathbb Z;

б) -\frac<7\pi>4\pm arccos\frac<3\sqrt2>5.

Задание №1175

Условие

а) Решите уравнение \sin \left( \frac\pi 2+x\right) =\sin (-2x).

б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие промежутку [0; \pi ];

Решение

а) Преобразуем уравнение:

\cos x+2 \sin x \cos x=0,

x =\frac\pi 2+\pi n, n \in \mathbb Z;

x=(-1)^\cdot \frac\pi 6+\pi k, k \in \mathbb Z.

б) Корни, принадлежащие отрезку [0; \pi ], найдём с помощью единичной окружности.

Указанному промежутку принадлежит единственное число \frac\pi 2.

Ответ

а) \frac\pi 2+\pi n, n \in \mathbb Z; (-1)^\cdot \frac\pi 6+\pi k, k \in \mathbb Z;

б) \frac\pi 2.

Задание №1174

Условие

б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку \left[ -\frac<3\pi ><2>; -\frac<\pi >2 \right].

Решение

а) Найдём ОДЗ уравнения: \cos 2x \neq -1, \cos (\pi +x) \neq -1; Отсюда ОДЗ: x \neq \frac \pi 2+\pi k,

k \in \mathbb Z, x \neq 2\pi n, n \in \mathbb Z. Заметим, что при \sin x=1, x=\frac \pi 2+2\pi k, k \in \mathbb Z.

Полученное множество значений x не входит в ОДЗ.

Значит, \sin x \neq 1.

Разделим обе части уравнения на множитель (\sin x-1), отличный от нуля. Получим уравнение \frac 1<1+\cos 2x>=\frac 1<1+\cos (\pi +x)>, или уравнение 1+\cos 2x=1+\cos (\pi +x). Применяя в левой части формулу понижения степени, а в правой — формулу приведения, получим уравнение 2 \cos ^2 x=1-\cos x. Это уравнение с помощью замены \cos x=t, где -1 \leqslant t \leqslant 1 сводим к квадратному: 2t^2+t-1=0, корни которого t_1=-1 и t_2=\frac12. Возвращаясь к переменной x , получим \cos x = \frac12 или \cos x=-1, откуда x=\frac \pi 3+2\pi m, m \in \mathbb Z, x=-\frac \pi 3+2\pi n, n \in \mathbb Z, x=\pi +2\pi k, k \in \mathbb Z.

б) Решим неравенства

1) -\frac<3\pi >2 \leqslant \frac<\pi >3+2\pi m \leqslant -\frac \pi 2 ,

2) -\frac<3\pi >2 \leqslant -\frac \pi 3+2\pi n \leqslant -\frac \pi

3) -\frac<3\pi >2 \leqslant \pi+2\pi k \leqslant -\frac \pi 2 , m, n, k \in \mathbb Z.

1) -\frac<3\pi >2 \leqslant \frac<\pi >3+2\pi m \leqslant -\frac \pi 2 , -\frac32 \leqslant \frac13+2m \leqslant -\frac12 -\frac<11>6 \leqslant 2m \leqslant -\frac56 , -\frac<11> <12>\leqslant m \leqslant -\frac5<12>.

Нет целых чисел, принадлежащих промежутку \left [-\frac<11><12>;-\frac5<12>\right] .

2) -\frac <3\pi>2 \leqslant -\frac<\pi >3+2\pi n \leqslant -\frac<\pi ><2>, -\frac32 \leqslant -\frac13 +2n \leqslant -\frac12 , -\frac76 \leqslant 2n \leqslant -\frac1<6>, -\frac7 <12>\leqslant n \leqslant -\frac1<12>.

Нет целых чисел, принадлежащих промежутку \left[ -\frac7 <12>; -\frac1 <12>\right].

3) -\frac<3\pi >2 \leqslant \pi +2\pi k\leqslant -\frac<\pi >2, -\frac32 \leqslant 1+2k\leqslant -\frac12, -\frac52 \leqslant 2k \leqslant -\frac32, -\frac54 \leqslant k \leqslant -\frac34.

Этому неравенству удовлетворяет k=-1, тогда x=-\pi.

Ответ

а) \frac \pi 3+2\pi m; -\frac \pi 3+2\pi n; \pi +2\pi k, m, n, k \in \mathbb Z;