Как се решават тригонометрични уравнения с корени. Свеждане до хомогенно уравнение

Най-простите тригонометрични уравнения се решават, като правило, с помощта на формули. Нека ви напомня, че най-простите тригонометрични уравнения са:

sinx = а

cosx = а

tgx = а

ctgx = a

x е ъгълът, който трябва да се намери,
a е произволно число.

А ето и формулите, с които можете веднага да запишете решенията на тези най-прости уравнения.

За синус:

За косинус:

x = ± arccos a + 2π n, n ∈ Z

За допирателната:

x = arctan a + π n, n ∈ Z

За котангенс:

x = arcctg a + π n, n ∈ Z

Всъщност това е теоретичната част от решаването на най-простите тригонометрични уравнения. Освен това всичко!) Изобщо нищо. Въпреки това, броят на грешките по тази тема е просто извън класациите. Особено ако примерът леко се отклонява от шаблона. Защо?

Да, защото много хора пишат тези писма, без изобщо да разбират значението им!Пише предпазливо, да не би да стане нещо...) Това трябва да се изясни. Тригонометрия за хората или все пак хора за тригонометрията!?)

Да го разберем?

Един ъгъл ще бъде равен на arccos a, второ: -arccos a.

И винаги ще се получава по този начин.За всякакви А.

Ако не ми вярвате, задръжте курсора на мишката върху снимката или докоснете снимката на таблета си.) Промених номера А към нещо негативно. Както и да е, имаме един ъгъл arccos a, второ: -arccos a.

Следователно отговорът винаги може да бъде записан като две серии от корени:

x 1 = arccos a + 2π n, n ∈ Z

x 2 = - arccos a + 2π n, n ∈ Z

Нека комбинираме тези две серии в една:

x= ± arccos a + 2π n, n ∈ Z

И това е всичко. Получихме обща формула за решаване на най-простото тригонометрично уравнение с косинус.

Ако разбирате, че това не е някаква свръхнаучна мъдрост, а просто съкратена версия на две серии от отговори,Ще можете да се справите и със задачи „C“. С неравенства, с избиране на корени от даден интервал... Там отговорът с плюс/минус не работи. Но ако се отнасяте към отговора по делови начин и го разделите на два отделни отговора, всичко ще бъде разрешено.) Всъщност, затова го разглеждаме. Какво, как и къде.

В най-простото тригонометрично уравнение

sinx = а

ние също получаваме две серии от корени. Винаги. И тези два епизода също могат да бъдат записани в един ред. Само този ред ще бъде по-сложен:

x = (-1) n arcsin a + π n, n ∈ Z

Но същността си остава същата. Математиците просто създадоха формула, за да направят един вместо два записа за поредица от корени. Това е всичко!

Да проверим математиците? И никога не се знае...)

В предишния урок беше обсъдено подробно решението (без никакви формули) на тригонометрично уравнение със синус:

Отговорът доведе до две серии от корени:

x 1 = π /6 + 2π n, n ∈ Z

x 2 = 5π /6 + 2π n, n ∈ Z

Ако решим същото уравнение с помощта на формулата, получаваме отговора:

x = (-1) n arcsin 0,5 + π n, n ∈ Z

Всъщност това е недовършен отговор.) Ученикът трябва да знае това arcsin 0,5 = π /6.Пълният отговор би бил:

x = (-1) n π /6+ π n, n ∈ Z

Това повдига интересен въпрос. Отговорете чрез x 1; х 2 (това е верният отговор!) и чрез самотен х (и това е верният отговор!) - едно и също нещо ли са или не? Сега ще разберем.)

Заменяме в отговора с х 1 стойности н =0; 1; 2; и т.н., броим, получаваме поредица от корени:

x 1 = π/6; 13π/6; 25π/6 и така нататък.

Със същата замяна в отговор с х 2 , получаваме:

x 2 = 5π/6; 17π/6; 29π/6 и така нататък.

Сега нека заместим стойностите н (0; 1; 2; 3; 4...) в общата формула за единичен х . Тоест, повдигаме минус едно на нулева степен, след това на първа, втора и т.н. Е, разбира се, заместваме 0 във втория член; 1; 2 3; 4 и т.н. И ние броим. Получаваме серията:

x = π/6; 5π/6; 13π/6; 17π/6; 25π/6 и така нататък.

Това е всичко, което можете да видите.) Общата формула ни дава абсолютно същите резултатикакто и двата отговора поотделно. Просто всичко наведнъж, подредено. Математиците не бяха заблудени.)

Могат да се проверят и формули за решаване на тригонометрични уравнения с тангенс и котангенс. Но ние няма.) Те вече са прости.

Изписах специално цялата тази замяна и проверка. Тук е важно да разберете едно просто нещо: има формули за решаване на елементарни тригонометрични уравнения, само кратко резюме на отговорите.За тази краткост трябваше да вмъкнем плюс/минус в решението за косинус и (-1) n в решението за синус.

Тези вложки не пречат по никакъв начин в задачи, в които просто трябва да запишете отговора на елементарно уравнение. Но ако трябва да разрешите неравенство или тогава трябва да направите нещо с отговора: изберете корени на интервал, проверете за ODZ и т.н., тези вмъквания могат лесно да обезпокоят човек.

И така, какво трябва да направя? Да, или напишете отговора в две серии, или решете уравнението/неравенството с помощта на тригонометричната окръжност. Тогава тези вмъквания изчезват и животът става по-лесен.)

Можем да обобщим.

За решаване на най-простите тригонометрични уравнения има готови формули за отговор. Четири броя. Те са добри за незабавно записване на решението на уравнение. Например, трябва да решите уравненията:

sinx = 0,3

Лесно: x = (-1) n arcsin 0,3 + π n, n ∈ Z

cosx = 0,2

Няма проблем: x = ± arccos 0,2 + 2π n, n ∈ Z

tgx = 1,2

Лесно: x = arctan 1,2 + π n, n ∈ Z

ctgx = 3,7

Остава един: x= arcctg3,7 + π n, n ∈ Z

cos x = 1,8

Ако вие, блестящи със знания, незабавно напишете отговора:

x= ± arccos 1,8 + 2π n, n ∈ Z

тогава вече блестиш, това е... онова... от локва.) Верен отговор: няма решения. не разбирам защо? Прочетете какво е аркосинус. Освен това, ако от дясната страна на оригиналното уравнение има таблични стойности на синус, косинус, тангенс, котангенс, - 1; 0; √3; 1/2; √3/2 и така нататък. - отговорът през арките ще бъде недовършен. Арките трябва да се преобразуват в радиани.

И ако срещнете неравенство, например

тогава отговорът е:

x πn, n ∈ Z

има редки глупости, да...) Тук трябва да решите с помощта на тригонометричната окръжност. Какво ще правим в съответната тема.

За тези, които героично четат тези редове. Просто не мога да не оценя титаничните ви усилия. Бонус за вас.)

Бонус:

Когато записват формули в тревожна бойна ситуация, дори опитни маниаци често се объркват къде πn, И къде 2π n. Ето един прост трик за вас. в всекиформули на стойност πn. С изключение на единствената формула с аркосинус. Стои там 2πn. двепеен. ключова дума - две.В същата тази формула има двезнак в началото. Плюс и минус. Тук-там - две.

Така че, ако сте писали двезнак преди аркосинуса, по-лесно е да запомните какво ще се случи накрая двепеен. И това се случва и обратното. Човекът ще пропусне знака ± , стига до края, пише правилно две Pien, и той ще дойде на себе си. Има нещо напред двезнак! Човекът ще се върне в началото и ще поправи грешката! Като този.)

Ако харесвате този сайт...

Между другото, имам още няколко интересни сайта за вас.)

Можете да практикувате решаване на примери и да разберете вашето ниво. Тестване с незабавна проверка. Да учим - с интерес!)

Можете да се запознаете с функции и производни.

При решаване на мн математически задачи, особено тези, които се случват преди 10 клас, редът на извършените действия, които ще доведат до целта, е ясно определен. Такива проблеми включват например линейни и квадратни уравнения, линейни и квадратни неравенства, дробни уравнения и уравнения, които се свеждат до квадратни. Принципът за успешно решаване на всеки от споменатите проблеми е следният: трябва да установите какъв тип проблем решавате, да запомните необходимата последователност от действия, които ще доведат до желания резултат, т.е. отговорете и следвайте тези стъпки.

Очевидно е, че успехът или неуспехът при решаването на конкретен проблем зависи главно от това колко правилно е определен типът на решаваното уравнение, колко правилно е възпроизведена последователността на всички етапи на неговото решение. Разбира се, в този случай е необходимо да имате умения за извършване на идентични трансформации и изчисления.

Ситуацията е различна при тригонометрични уравнения.Не е никак трудно да се установи, че уравнението е тригонометрично. Трудности възникват при определяне на последователността от действия, които биха довели до верния отговор.

Понякога е трудно да се определи неговият тип въз основа на появата на уравнение. И без да знаете вида на уравнението, е почти невъзможно да изберете правилното от няколко десетки тригонометрични формули.

За да решите тригонометрично уравнение, трябва да опитате:

1. привеждане на всички функции, включени в уравнението, до „едни и същи ъгли“;
2. приведете уравнението към „еднакви функции”;
3. множете лявата страна на уравнението и т.н.

Нека помислим основни методи за решаване на тригонометрични уравнения.

I. Свеждане до най-простите тригонометрични уравнения

Диаграма на решението

Етап 1.Изразете тригонометрична функция чрез известни компоненти.

Стъпка 2.Намерете аргумента на функцията, като използвате формулите:

cos x = a; x = ±arccos a + 2πn, n ЄZ.

sin x = a; x = (-1) n arcsin a + πn, n Є Z.

тен х = а; x = arctan a + πn, n Є Z.

ctg x = a; x = arcctg a + πn, n Є Z.

Стъпка 3.Намерете неизвестната променлива.

Пример.

2 cos(3x – π/4) = -√2.

Решение.

1) cos(3x – π/4) = -√2/2.

2) 3x – π/4 = ±(π – π/4) + 2πn, n Є Z;

3x – π/4 = ±3π/4 + 2πn, n Є Z.

3) 3x = ±3π/4 + π/4 + 2πn, n Є Z;

x = ±3π/12 + π/12 + 2πn/3, n Є Z;

x = ±π/4 + π/12 + 2πn/3, n Є Z.

Отговор: ±π/4 + π/12 + 2πn/3, n Є Z.

II. Променлива замяна

Диаграма на решението

Етап 1.Редуцирайте уравнението до алгебрична форма по отношение на една от тригонометричните функции.

Стъпка 2.Обозначете получената функция с променливата t (ако е необходимо, въведете ограничения върху t).

Стъпка 3.Запишете и решете полученото алгебрично уравнение.

Стъпка 4.Направете обратна замяна.

Стъпка 5.Решете най-простото тригонометрично уравнение.

Пример.

2cos 2 (x/2) – 5sin (x/2) – 5 = 0.

Решение.

1) 2(1 – sin 2 (x/2)) – 5sin (x/2) – 5 = 0;

2sin 2 (x/2) + 5sin (x/2) + 3 = 0.

2) Нека sin (x/2) = t, където |t| ≤ 1.

3) 2t 2 + 5t + 3 = 0;

t = 1 или e = -3/2, не отговаря на условието |t| ≤ 1.

4) sin(x/2) = 1.

5) x/2 = π/2 + 2πn, n Є Z;

x = π + 4πn, n Є Z.

Отговор: x = π + 4πn, n Є Z.

III. Метод за намаляване на реда на уравнението

Диаграма на решението

Етап 1.Заменете това уравнение с линейно, като използвате формулата за намаляване на степента:

sin 2 x = 1/2 · (1 – cos 2x);

cos 2 x = 1/2 · (1 + cos 2x);

tg 2 x = (1 – cos 2x) / (1 + cos 2x).

Стъпка 2.Решете полученото уравнение, като използвате методи I и II.

Пример.

cos 2x + cos 2 x = 5/4.

Решение.

1) cos 2x + 1/2 · (1 + cos 2x) = 5/4.

2) cos 2x + 1/2 + 1/2 · cos 2x = 5/4;

3/2 cos 2x = 3/4;

2x = ±π/3 + 2πn, n Є Z;

x = ±π/6 + πn, n Є Z.

Отговор: x = ±π/6 + πn, n Є Z.

IV. Хомогенни уравнения

Диаграма на решението

Етап 1.Редуцирайте това уравнение до формата

а) a sin x + b cos x = 0 (хомогенно уравнение от първа степен)

или към гледката

б) a sin 2 x + b sin x · cos x + c cos 2 x = 0 (хомогенно уравнение от втора степен).

Стъпка 2.Разделете двете страни на уравнението на

а) cos x ≠ 0;

б) cos 2 x ≠ 0;

и получете уравнението за tan x:

а) a tan x + b = 0;

b) a tan 2 x + b arctan x + c = 0.

Стъпка 3.Решете уравнението с известни методи.

Пример.

5sin 2 x + 3sin x cos x – 4 = 0.

Решение.

1) 5sin 2 x + 3sin x · cos x – 4(sin 2 x + cos 2 x) = 0;

5sin 2 x + 3sin x · cos x – 4sin² x – 4cos 2 x = 0;

sin 2 x + 3sin x · cos x – 4cos 2 x = 0/cos 2 x ≠ 0.

2) tg 2 x + 3tg x – 4 = 0.

3) Тогава нека tg x = t

t 2 + 3t – 4 = 0;

t = 1 или t = -4, което означава

tg x = 1 или tg x = -4.

От първото уравнение x = π/4 + πn, n Є Z; от второто уравнение x = -arctg 4 + πk, k Є Z.

Отговор: x = π/4 + πn, n Є Z; x = -arctg 4 + πk, k Є Z.

V. Метод за преобразуване на уравнение с помощта на тригонометрични формули

Диаграма на решението

Етап 1.Използвайки всички възможни тригонометрични формули, редуцирайте това уравнение до уравнение, решено с методи I, II, III, IV.

Стъпка 2.Решете полученото уравнение, като използвате известни методи.

Пример.

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

Решение.

1) (sin x + sin 3x) + sin 2x = 0;

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

2) sin 2x (2cos x + 1) = 0;

sin 2x = 0 или 2cos x + 1 = 0;

От първото уравнение 2x = π/2 + πn, n Є Z; от второто уравнение cos x = -1/2.

Имаме x = π/4 + πn/2, n Є Z; от второто уравнение x = ±(π – π/3) + 2πk, k Є Z.

В резултат на това x = π/4 + πn/2, n Є Z; x = ±2π/3 + 2πk, k Є Z.

Отговор: x = π/4 + πn/2, n Є Z; x = ±2π/3 + 2πk, k Є Z.

Способността и умението за решаване на тригонометрични уравнения е много важно, тяхното развитие изисква значителни усилия, както от страна на ученика, така и от страна на учителя.

Много проблеми на стереометрията, физиката и т.н. са свързани с решаването на такива задачи, въплъщаващи много от знанията и уменията, които се придобиват чрез изучаване на елементите на тригонометрията.

Тригонометричните уравнения заемат важно място в процеса на обучение по математика и личностното развитие като цяло.

Все още имате въпроси? Не знаете как да решавате тригонометрични уравнения?
За да получите помощ от учител -.
Първият урок е безплатен!

blog.site, при пълно или частично копиране на материал се изисква връзка към първоизточника.

Можете да поръчате подробно решение на вашия проблем!!!

Равенство, съдържащо неизвестно под знака на тригонометрична функция (`sin x, cos x, tan x` или `ctg x`), се нарича тригонометрично уравнение и по-нататък ще разгледаме неговите формули.

Най-простите уравнения са „sin x=a, cos x=a, tg x=a, ctg x=a“, където „x“ е ъгълът, който трябва да се намери, „a“ е произволно число. Нека запишем коренните формули за всеки от тях.

1. Уравнение `sin x=a`.

За `|a|>1` няма решения.

Когато `|a| \leq 1` има безкраен брой решения.

Коренна формула: `x=(-1)^n arcsin a + \pi n, n \in Z`

2. Уравнение `cos x=a`

За `|a|>1` - както в случая със синус, той няма решения сред реални числа.

Когато `|a| \leq 1` има безкраен брой решения.

Основна формула: `x=\pm arccos a + 2\pi n, n \in Z`

Специални случаи за синус и косинус в графики.

3. Уравнение `tg x=a`

Има безкраен брой решения за всякакви стойности на `a`.

Основна формула: `x=arctg a + \pi n, n \in Z`

4. Уравнение `ctg x=a`

Също така има безкраен брой решения за всякакви стойности на „a“.

Основна формула: `x=arcctg a + \pi n, n \in Z`

Формули за корените на тригонометричните уравнения в таблицата

За синус:
За косинус:
За тангенс и котангенс:
Формули за решаване на уравнения, съдържащи обратни тригонометрични функции:

Методи за решаване на тригонометрични уравнения

Решаването на всяко тригонометрично уравнение се състои от два етапа:

• с помощта на трансформирането му в най-простия;
• решаване на най-простото уравнение, получено с помощта на коренните формули и таблиците, написани по-горе.

Нека да разгледаме основните методи за решение, използвайки примери.

Алгебричен метод.

Този метод включва заместване на променлива и нейното заместване в равенство.

Пример. Решете уравнението: `2cos^2(x+\frac \pi 6)-3sin(\frac \pi 3 - x)+1=0`

`2cos^2(x+\frac \pi 6)-3cos(x+\frac \pi 6)+1=0`,

направете замяна: `cos(x+\frac \pi 6)=y`, след това `2y^2-3y+1=0`,

намираме корените: `y_1=1, y_2=1/2`, от което следват два случая:

1. `cos(x+\frac \pi 6)=1`, `x+\frac \pi 6=2\pi n`, `x_1=-\frac \pi 6+2\pi n`.

2. `cos(x+\frac \pi 6)=1/2`, `x+\frac \pi 6=\pm arccos 1/2+2\pi n`, `x_2=\pm \frac \pi 3- \frac \pi 6+2\pi n`.

Отговор: `x_1=-\frac \pi 6+2\pi n`, `x_2=\pm \frac \pi 3-\frac \pi 6+2\pi n`.

Факторизация.

Пример. Решете уравнението: `sin x+cos x=1`.

Решение. Нека преместим всички членове на равенството наляво: `sin x+cos x-1=0`. Използвайки, трансформираме и факторизираме лявата страна:

`sin x — 2sin^2 x/2=0`,

„2sin x/2 cos x/2-2sin^2 x/2=0“,

„2sin x/2 (cos x/2-sin x/2)=0“,

1. `sin x/2 =0`, `x/2 =\pi n`, `x_1=2\pi n`.
2. `cos x/2-sin x/2=0`, `tg x/2=1`, `x/2=arctg 1+ \pi n`, `x/2=\pi/4+ \pi n` , `x_2=\pi/2+ 2\pi n`.

Отговор: `x_1=2\pi n`, `x_2=\pi/2+ 2\pi n`.

Свеждане до хомогенно уравнение

Първо, трябва да намалите това тригонометрично уравнение до една от двете форми:

`a sin x+b cos x=0` (хомогенно уравнение от първа степен) или `a sin^2 x + b sin x cos x +c cos^2 x=0` (хомогенно уравнение от втора степен).

След това разделете двете части на `cos x \ne 0` - за първия случай, и на `cos^2 x \ne 0` - за втория. Получаваме уравнения за `tg x`: `a tg x+b=0` и `a tg^2 x + b tg x +c =0`, които трябва да бъдат решени по известни методи.

Пример. Решете уравнението: `2 sin^2 x+sin x cos x - cos^2 x=1`.

Решение. Нека запишем дясната страна като `1=sin^2 x+cos^2 x`:

`2 sin^2 x+sin x cos x — cos^2 x=` `sin^2 x+cos^2 x`,

`2 sin^2 x+sin x cos x — cos^2 x -` ` sin^2 x — cos^2 x=0`

`sin^2 x+sin x cos x — 2 cos^2 x=0`.

Това е хомогенно тригонометрично уравнение от втора степен, разделяме лявата и дясната му страна на `cos^2 x \ne 0`, получаваме:

`\frac (sin^2 x)(cos^2 x)+\frac(sin x cos x)(cos^2 x) — \frac(2 cos^2 x)(cos^2 x)=0`

„tg^2 x+tg x — 2=0“. Нека въведем замяната `tg x=t`, което води до `t^2 + t - 2=0`. Корените на това уравнение са `t_1=-2` и `t_2=1`. Тогава:

1. `tg x=-2`, `x_1=arctg (-2)+\pi n`, `n \in Z`
2. `tg x=1`, `x=arctg 1+\pi n`, `x_2=\pi/4+\pi n`, `n \in Z`.

Отговор. `x_1=arctg (-2)+\pi n`, `n \in Z`, `x_2=\pi/4+\pi n`, `n \in Z`.

Преминаване към половин ъгъл

Пример. Решете уравнението: `11 sin x - 2 cos x = 10`.

Решение. Нека приложим формулите за двоен ъгъл, което води до: `22 sin (x/2) cos (x/2) -` `2 cos^2 x/2 + 2 sin^2 x/2=` `10 sin^2 x /2 +10 cos^2 x/2`

`4 tg^2 x/2 — 11 tg x/2 +6=0`

Прилагайки алгебричния метод, описан по-горе, получаваме:

1. `tg x/2=2`, `x_1=2 arctg 2+2\pi n`, `n \in Z`,
2. `tg x/2=3/4`, `x_2=arctg 3/4+2\pi n`, `n \in Z`.

Отговор. `x_1=2 arctg 2+2\pi n, n \in Z`, `x_2=arctg 3/4+2\pi n`, `n \in Z`.

Въвеждане на спомагателен ъгъл

В тригонометричното уравнение „a sin x + b cos x =c“, където a,b,c са коефициенти и x е променлива, разделете двете страни на „sqrt (a^2+b^2)“:

`\frac a(sqrt (a^2+b^2)) sin x +` `\frac b(sqrt (a^2+b^2)) cos x =` `\frac c(sqrt (a^2) ) +b^2))`.

Коефициентите от лявата страна имат свойствата на синус и косинус, а именно сумата от техните квадрати е равна на 1 и техните модули не са по-големи от 1. Нека ги обозначим по следния начин: `\frac a(sqrt (a^2 +b^2))=cos \varphi` , ` \frac b(sqrt (a^2+b^2)) =sin \varphi`, `\frac c(sqrt (a^2+b^2)) =C`, тогава:

`cos \varphi sin x + sin \varphi cos x =C`.

Нека разгледаме по-отблизо следния пример:

Пример. Решете уравнението: `3 sin x+4 cos x=2`.

Решение. Разделяме двете страни на равенството на `sqrt (3^2+4^2)`, получаваме:

`\frac (3 sin x) (sqrt (3^2+4^2))+` `\frac(4 cos x)(sqrt (3^2+4^2))=` `\frac 2(sqrt (3^2+4^2))`

„3/5 sin x+4/5 cos x=2/5“.

Нека означим `3/5 = cos \varphi`, `4/5=sin \varphi`. Тъй като `sin \varphi>0`, `cos \varphi>0`, тогава ние приемаме `\varphi=arcsin 4/5` като спомагателен ъгъл. След това записваме нашето равенство във формата:

`cos \varphi sin x+sin \varphi cos x=2/5`

Прилагайки формулата за сбора на ъглите за синуса, записваме нашето равенство в следната форма:

`sin (x+\varphi)=2/5`,

`x+\varphi=(-1)^n arcsin 2/5+ \pi n`, `n \in Z`,

`x=(-1)^n arcsin 2/5-` `arcsin 4/5+ \pi n`, `n \in Z`.

Отговор. `x=(-1)^n arcsin 2/5-` `arcsin 4/5+ \pi n`, `n \in Z`.

Дробни рационални тригонометрични уравнения

Това са равенства с дроби, чиито числители и знаменатели съдържат тригонометрични функции.

Пример. Решете уравнението. `\frac (sin x)(1+cos x)=1-cos x`.

Решение. Умножете и разделете дясната страна на равенството на „(1+cos x)“. В резултат получаваме:

`\frac (sin x)(1+cos x)=` `\frac ((1-cos x)(1+cos x))(1+cos x)`

`\frac (sin x)(1+cos x)=` `\frac (1-cos^2 x)(1+cos x)`

`\frac (sin x)(1+cos x)=` `\frac (sin^2 x)(1+cos x)`

`\frac (sin x)(1+cos x)-` `\frac (sin^2 x)(1+cos x)=0`

`\frac (sin x-sin^2 x)(1+cos x)=0`

Като се има предвид, че знаменателят не може да бъде равен на нула, получаваме `1+cos x \ne 0`, `cos x \ne -1`, ` x \ne \pi+2\pi n, n \in Z`.

Нека приравним числителя на дробта към нула: `sin x-sin^2 x=0`, `sin x(1-sin x)=0`. След това „sin x=0“ или „1-sin x=0“.

1. `sin x=0`, `x=\pi n`, `n \in Z`
2. `1-sin x=0`, `sin x=-1`, `x=\pi /2+2\pi n, n \in Z`.

Като се има предвид, че ` x \ne \pi+2\pi n, n \in Z`, решенията са `x=2\pi n, n \in Z` и `x=\pi /2+2\pi n` , `n \in Z`.

Отговор. `x=2\pi n`, `n \in Z`, `x=\pi /2+2\pi n`, `n \in Z`.

Тригонометрията и по-специално тригонометричните уравнения се използват в почти всички области на геометрията, физиката и инженерството. Ученето започва в 10 клас, винаги има задачи за Единния държавен изпит, така че се опитайте да запомните всички формули на тригонометричните уравнения - те определено ще ви бъдат полезни!

Въпреки това, дори не е необходимо да ги запомняте, основното е да разберете същността и да можете да я извлечете. Не е толкова трудно, колкото изглежда. Убедете се сами, като изгледате видеото.

Изисква познаване на основните формули на тригонометрията - сбор от квадратите на синус и косинус, изразяване на тангенс през синус и косинус и др. За тези, които са ги забравили или не ги знаят, препоръчваме да прочетете статията "".
И така, знаем основните тригонометрични формули, време е да ги използваме на практика. Решаване на тригонометрични уравненияс правилния подход това е доста вълнуващо занимание, като например решаването на кубче на Рубик.

От самото име става ясно, че тригонометричното уравнение е уравнение, в което неизвестното е под знака на тригонометричната функция.
Има така наречените най-прости тригонометрични уравнения. Ето как изглеждат: sinx = a, cos x = a, tan x = a. Нека помислим как се решават такива тригонометрични уравнения, за яснота ще използваме вече познатата тригонометрична окръжност.

sinx = а

cos x = a

тен х = а

детско легло x = a

Всяко тригонометрично уравнение се решава на два етапа: свеждаме уравнението до най-простата му форма и след това го решаваме като просто тригонометрично уравнение.
Има 7 основни метода, чрез които се решават тригонометрични уравнения.

1. Заместване на променливи и метод на заместване

Решете уравнението 2cos 2 (x + /6) – 3sin( /3 – x) +1 = 0

Използвайки формулите за намаляване, получаваме:

2cos 2 (x + /6) – 3cos(x + /6) +1 = 0

Заменете cos(x + /6) с y, за да опростите и да получите обичайното квадратно уравнение:

2y 2 – 3y + 1 + 0

Корените на което са y 1 = 1, y 2 = 1/2

Сега да вървим в обратен ред

Заменяме намерените стойности на y и получаваме две опции за отговор:

2. Решаване на тригонометрични уравнения чрез факторизация

Как да решим уравнението sin x + cos x = 1?

Нека преместим всичко наляво, така че 0 да остане отдясно:

sin x + cos x – 1 = 0

Нека използваме идентичностите, обсъдени по-горе, за да опростим уравнението:

sin x - 2 sin 2 (x/2) = 0

Нека разложим на множители:

2sin(x/2) * cos(x/2) - 2 sin 2 (x/2) = 0

2sin(x/2) * = 0

Получаваме две уравнения

3. Свеждане до хомогенно уравнение

Едно уравнение е хомогенно по отношение на синус и косинус, ако всички негови членове са относителни към синус и косинус от една и съща степен на същия ъгъл. За да решите хомогенно уравнение, продължете както следва:

а) прехвърлете всичките си членове от лявата страна;

б) извадете всички общи множители извън скоби;

в) приравнете всички множители и скоби на 0;

г) в скоби се получава еднородно уравнение от по-ниска степен, което от своя страна се разделя на синус или косинус от по-висока степен;

д) решете полученото уравнение за tg.

Решете уравнението 3sin 2 x + 4 sin x cos x + 5 cos 2 x = 2

Нека използваме формулата sin 2 x + cos 2 x = 1 и да се отървем от отворените две отдясно:

3sin 2 x + 4 sin x cos x + 5 cos x = 2sin 2 x + 2cos 2 x

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

Разделете на cos x:

tg 2 x + 4 tg x + 3 = 0

Заменете tan x с y и получете квадратно уравнение:

y 2 + 4y +3 = 0, чиито корени са y 1 =1, y 2 = 3

От тук намираме две решения на първоначалното уравнение:

x 2 = арктан 3 + k

4. Решаване на уравнения чрез преход към половин ъгъл

Решете уравнението 3sin x – 5cos x = 7

Да преминем към x/2:

6sin(x/2) * cos(x/2) – 5cos 2 (x/2) + 5sin 2 (x/2) = 7sin 2 (x/2) + 7cos 2 (x/2)

Нека преместим всичко наляво:

2sin 2 (x/2) – 6sin(x/2) * cos(x/2) + 12cos 2 (x/2) = 0

Разделете на cos(x/2):

tg 2 (x/2) – 3tg(x/2) + 6 = 0

5. Въвеждане на спомагателен ъгъл

За разглеждане нека вземем уравнение от вида: a sin x + b cos x = c,

където a, b, c са произволни коефициенти, а x е неизвестно.

Нека разделим двете страни на уравнението на:



Сега коефициентите на уравнението, според тригонометричните формули, имат свойствата sin и cos, а именно: техният модул е ​​не повече от 1 и сумата на квадратите = 1. Нека ги обозначим съответно като cos и sin, където - това е така нареченият спомагателен ъгъл. Тогава уравнението ще приеме формата:

cos * sin x + sin * cos x = C

или sin(x + ) = C

Решението на това най-просто тригонометрично уравнение е

x = (-1) k * arcsin C - + k, където



Трябва да се отбележи, че обозначенията cos и sin са взаимозаменяеми.

Решете уравнението sin 3x – cos 3x = 1

Коефициентите в това уравнение са:

a = , b = -1, така че разделете двете страни на = 2

Урок и презентация на тема: "Решаване на прости тригонометрични уравнения"

Допълнителни материали
Уважаеми потребители, не забравяйте да оставите вашите коментари, отзиви, пожелания! Всички материали са проверени с антивирусна програма.

Наръчници и симулатори в онлайн магазина Integral за 10 клас от 1C
Решаваме задачи по геометрия. Интерактивни задачи за изграждане в пространството
Софтуерна среда "1C: Математически конструктор 6.1"

Какво ще изучаваме:
1. Какво представляват тригонометричните уравнения?

3. Два основни метода за решаване на тригонометрични уравнения.
4. Хомогенни тригонометрични уравнения.
5. Примери.

Какво представляват тригонометричните уравнения?

Момчета, вече изучихме аркуссинус, аркосинус, арктангенс и арккотангенс. Сега нека разгледаме тригонометричните уравнения като цяло.

Тригонометричните уравнения са уравнения, в които променлива се съдържа под знака на тригонометрична функция.

Нека повторим формата за решаване на най-простите тригонометрични уравнения:

1)Ако |a|≤ 1, тогава уравнението cos(x) = a има решение:

X= ± arccos(a) + 2πk

2) Ако |a|≤ 1, тогава уравнението sin(x) = a има решение:

3) Ако |a| > 1, тогава уравнението sin(x) = a и cos(x) = a няма решения 4) Уравнението tg(x)=a има решение: x=arctg(a)+ πk

5) Уравнението ctg(x)=a има решение: x=arcctg(a)+ πk

За всички формули k е цяло число

Най-простите тригонометрични уравнения имат формата: T(kx+m)=a, T е някаква тригонометрична функция.

Пример.

Решете уравненията: а) sin(3x)= √3/2

Решение:

А) Нека означим 3x=t, тогава ще пренапишем нашето уравнение във формата:

Решението на това уравнение ще бъде: t=((-1)^n)arcsin(√3 /2)+ πn.

От таблицата със стойности получаваме: t=((-1)^n)×π/3+ πn.

Нека се върнем към нашата променлива: 3x =((-1)^n)×π/3+ πn,

Тогава x= ((-1)^n)×π/9+ πn/3

Отговор: x= ((-1)^n)×π/9+ πn/3, където n е цяло число. (-1)^n – минус едно на степен n.

Още примери за тригонометрични уравнения.

Решете уравненията: a) cos(x/5)=1 b)tg(3x- π/3)= √3

Решение:

A) Този път нека веднага да преминем директно към изчисляването на корените на уравнението:

X/5= ± arccos(1) + 2πk. Тогава x/5= πk => x=5πk

Отговор: x=5πk, където k е цяло число.

B) Записваме го във формата: 3x- π/3=arctg(√3)+ πk. Знаем, че: arctan(√3)= π/3

3x- π/3= π/3+ πk => 3x=2π/3 + πk => x=2π/9 + πk/3

Отговор: x=2π/9 + πk/3, където k е цяло число.

Решете уравненията: cos(4x)= √2/2. И намерете всички корени на сегмента.

Решение:

Нека решим нашето уравнение в общ вид: 4x= ± arccos(√2/2) + 2πk

4x= ± π/4 + 2πk;

X= ± π/16+ πk/2;

Сега нека видим какви корени падат върху нашия сегмент. При k При k=0, x= π/16, ние сме в дадения сегмент.
С k=1, x= π/16+ π/2=9π/16, уцелваме отново.
За k=2, x= π/16+ π=17π/16, но тук не уцелихме, което означава, че за голямо k също очевидно няма да уцелим.

Отговор: x= π/16, x= 9π/16

Два основни метода за решение.

Разгледахме най-простите тригонометрични уравнения, но има и по-сложни. За решаването им се използват методът за въвеждане на нова променлива и методът на факторизиране. Нека да разгледаме примерите.

Нека решим уравнението:

Решение:
За да решим нашето уравнение, ще използваме метода за въвеждане на нова променлива, обозначаваща: t=tg(x).

В резултат на замяната получаваме: t 2 + 2t -1 = 0

Нека намерим корените на квадратното уравнение: t=-1 и t=1/3

Тогава tg(x)=-1 и tg(x)=1/3, получаваме най-простото тригонометрично уравнение, нека намерим неговите корени.

X=arctg(-1) +πk= -π/4+πk; x=arctg(1/3) + πk.

Отговор: x= -π/4+πk; x=arctg(1/3) + πk.

Пример за решаване на уравнение

Решете уравнения: 2sin 2 (x) + 3 cos(x) = 0

Решение:

Нека използваме идентичността: sin 2 (x) + cos 2 (x)=1

Нашето уравнение ще приеме формата: 2-2cos 2 (x) + 3 cos (x) = 0

2 cos 2 (x) - 3 cos (x) -2 = 0

Нека въведем замяната t=cos(x): 2t 2 -3t - 2 = 0

Решението на нашето квадратно уравнение е корените: t=2 и t=-1/2

Тогава cos(x)=2 и cos(x)=-1/2.

защото косинус не може да приема стойности, по-големи от едно, тогава cos(x)=2 няма корени.

За cos(x)=-1/2: x= ± arccos(-1/2) + 2πk; x= ±2π/3 + 2πk

Отговор: x= ±2π/3 + 2πk

Хомогенни тригонометрични уравнения.

Определение: Уравнения от вида a sin(x)+b cos(x) се наричат ​​хомогенни тригонометрични уравнения от първа степен.

Уравнения на формата

хомогенни тригонометрични уравнения от втора степен.

За да решите хомогенно тригонометрично уравнение от първа степен, разделете го на cos(x): Не можете да разделите на косинуса, ако е равен на нула, нека се уверим, че това не е така:
Нека cos(x)=0, тогава asin(x)+0=0 => sin(x)=0, но синус и косинус не са равни на нула едновременно, получаваме противоречие, така че можем безопасно да разделим с нула.

Решете уравнението:
Пример: cos 2 (x) + sin(x) cos(x) = 0

Решение:

Нека извадим общия множител: cos(x)(c0s(x) + sin (x)) = 0

След това трябва да решим две уравнения:

Cos(x)=0 и cos(x)+sin(x)=0

Cos(x)=0 при x= π/2 + πk;

Разгледайте уравнението cos(x)+sin(x)=0 Разделете нашето уравнение на cos(x):

1+tg(x)=0 => tg(x)=-1 => x=arctg(-1) +πk= -π/4+πk

Отговор: x= π/2 + πk и x= -π/4+πk

Как се решават хомогенни тригонометрични уравнения от втора степен?
Момчета, винаги спазвайте тези правила!

1. Вижте на какво е равен коефициентът a, ако a=0, тогава нашето уравнение ще приеме формата cos(x)(bsin(x)+ccos(x)), пример за чието решение е на предишния слайд

2. Ако a≠0, тогава трябва да разделите двете страни на уравнението на косинуса на квадрат, получаваме:

Променяме променливата t=tg(x) и получаваме уравнението:

Решете пример No:3

Решете уравнението:
Решение:

Нека разделим двете страни на уравнението на косинус квадрат:

Променяме променливата t=tg(x): t 2 + 2 t - 3 = 0

Нека намерим корените на квадратното уравнение: t=-3 и t=1

Тогава: tg(x)=-3 => x=arctg(-3) + πk=-arctg(3) + πk

Tg(x)=1 => x= π/4+ πk

Отговор: x=-arctg(3) + πk и x= π/4+ πk

Решете пример No:4

Решете уравнението:

Решение:
Нека трансформираме нашия израз:

Можем да решим такива уравнения: x= - π/4 + 2πk и x=5π/4 + 2πk

Отговор: x= - π/4 + 2πk и x=5π/4 + 2πk

Решете пример №:5

Решете уравнението:

Решение:
Нека трансформираме нашия израз:

Нека въведем замяната tg(2x)=t:2 2 - 5t + 2 = 0

Решението на нашето квадратно уравнение ще бъдат корените: t=-2 и t=1/2

Тогава получаваме: tg(2x)=-2 и tg(2x)=1/2
2x=-arctg(2)+ πk => x=-arctg(2)/2 + πk/2

2x= arctg(1/2) + πk => x=arctg(1/2)/2+ πk/2

Отговор: x=-arctg(2)/2 + πk/2 и x=arctg(1/2)/2+ πk/2

Задачи за самостоятелно решаване.

1) Решете уравнението

A) sin(7x)= 1/2 b) cos(3x)= √3/2 c) cos(-x) = -1 d) tg(4x) = √3 d) ctg(0,5x) = -1,7

2) Решете уравненията: sin(3x)= √3/2. И намерете всички корени на отсечката [π/2; π].

3) Решете уравнението: cot 2 (x) + 2 cot (x) + 1 =0

4) Решете уравнението: 3 sin 2 (x) + √3sin (x) cos(x) = 0

5) Решете уравнението: 3sin 2 (3x) + 10 sin(3x)cos(3x) + 3 cos 2 (3x) =0

6) Решете уравнението: cos 2 (2x) -1 - cos(x) =√3/2 -sin 2 (2x)