Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Полная версия Матиматика в вопросах и ответах.pdf
Скачиваний:
59
Добавлен:
11.03.2016
Размер:
899.46 Кб
Скачать

Пример 11.

 

Вычислить

значение

 

cos 2700 sin 2700

,

если

 

 

 

 

 

tg 1800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 1800

 

2

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

Упрощаем

с

 

помощью

формул

приведения, и, так

как

sin 1800 sin 1800

sin , то sin

2

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выражение примет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 2700 sin 2700

 

sin cos

 

cos2

.

 

 

 

tg 1800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 1 sin2

1

4

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: 0,2.

 

 

 

5

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Пример 12. Найтиsin 2 , если sin cos

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Возведем в квадрат обе части данного равенства

 

 

 

 

2

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin cos

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

sin2 2sin cos cos2

 

 

, 1 sin 2

, sin 2

.

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

По формуле приведения sin 2 sin 2 1 . 2

Ответ: 0,5.

7.4. Простейшие тригонометрические уравнения

Тригонометрическим уравнением называется уравнение, в котором переменная является аргументом одной или нескольких тригонометрических функций.

 

Уравнение

Решение

1.

sin x= a, где

 

a

 

 

 

1

x 1 k arcsin a k, k Z

 

 

2.

cos x= a, где

 

 

a

 

1

x arccos a 2 k, k Z

 

 

 

3.

tg x= a

 

 

 

 

 

 

 

x arctg a k ,

k Z

4.

ctg x= a

 

 

 

 

 

 

 

x arcctg a k,

k Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим некоторые методы решений тригонометрических уравнений.

65

Пример 1. Решить уравнение sin 2x 3 . 2

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

3

 

 

Решение. 2x 1

 

 

 

 

 

 

 

n , n Z .

 

 

 

 

 

arcsin

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

2x 1

 

n

1

 

 

 

n.

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

Тогда x 1 n

 

 

,

n Z .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 2. Найти количество корней уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ке

 

 

; 2 .

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n, n Z .

Решение.

x

arccos

 

2

 

2

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

2

на отрез-

cos x

 

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

x

 

 

 

2n x

 

 

 

 

2n, n Z .

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

4

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При n 0 получим корни

x

 

0, x

 

 

оба подходят.

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При n 1

корни x

 

 

 

и

x

 

2

тоже подходят.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Остальные корни вне отрезка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. 4 корня.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

на отрезке ;2 .

Пример 3. Найти сумму корней уравнения tg

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n, n Z .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

arctg

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n x

 

2n, n Z .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При n 0

корень x

 

принадлежит указанному отрезку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При n 1, x 2

 

 

5

тоже удовлетворяет условию ;2 .

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Остальные корни вне отрезка. Сумма корней равна 5 4 . 3 3 3

Ответ. 4 . 3

66

Пример 4. Решить уравнение ctg2 x 1.

Решение:

1) ctg x 1 x arcctg 1 n, n Z ,

x

 

 

n

3

n, n Z ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) ctg x 1 x arcctg 1 k,

k Z ,

 

 

 

 

 

 

x

 

k,

k Z .

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ.

x

k; x

n, n,k Z .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

4

 

cos2 x 2cos x 3 0.

 

 

 

 

Пример 5. Решить уравнение

 

 

 

 

Решение. Сводим данное уравнение к квадратному. Пусть cos x t,

 

t

 

1,

 

 

тогда t

2 2t 3 0 . Корни t 1 и t

2

3 посторонний.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

cos x 1 x 2 n, n Z .

Ответ. x 2 n, n Z .

Пример 6. Найти сумму корней уравнения sin 2x 4 cos x sin x 2, принадлежащих 2 ;2 .

Решение. Разложим на множители, применяя метод группировки

sin 2x 4 cos x sin x 2 0.

sin x 2 2 cos x 1 0.

2 cos x sin x 2 sin x 2 0,

sin x 2 0 sin x 2 нет решений.

2cos x 1 0 cos x

1

,

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x arccos

 

 

2 n, n Z ,

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2 n, n Z .

 

 

x

 

 

2 n

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Произведем отбор корней:

 

 

при n 0

получим x

2

подходят;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2

 

4

 

при n 1

подойдет корень x

2

;

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

при n 1 подойдет корень x 2 2 4 . 3 3

Сумма всех корней равна нулю.

Ответ. 0.

67

7.5. Простейшие тригонометрические неравенства

При решении тригонометрических неравенств применяются графические методы решения, для чего используется единичная окружность и графики тригонометрических функций.

Рассмотрим на примерах.

Пример 1. Решить неравенство sin x 1 . 2

Решение:

1) Используем единичную окружность. Решению неравенства соответст-

5

вует дуга 6 ; 6 .

Для окончательного ответа надо добавить 2 n , учитывая периодичность функции y sin x .

Ответ. 2n

 

x

5

2n, n Z ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Используем

график y sin x

на

отрезке

; . Проведем прямую

y

1

. Точки пересечения:

x

 

 

и

x

5

.

 

Синусоида выше прямой на

 

 

 

 

 

 

2

 

 

5

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отрезке

 

;

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

6

 

 

2

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. 2n x 5 2n, n Z ; 6 6

68