Виды тригонометрических уравнений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Иркутский Авиационный Техникум

Реферат на тему:

Виды тригонометрических уравнений

1. Простейшие тригонометрические уравнения

Пример 1.

2sin(3x - p/4) -1 = 0.

Решение. Решим уравнение относительно sin(3x - p/4).

sin(3x - p/4) = Ѕ

отсюда по формуле решения уравнения

sinx = а

находим

3х - p/4 = (-1)n arcsin 1/2 + np, nОZ.

Зх - p/4 = (-1)n p/6 + np, nОZ; 3x = (-1)n p/6 + p/4 + np, nОZ;

x = (-1)n p/18 + p/12 + np/3, nОZ

k = 2n

х = p/18 + p/12 + 2pn/3, nОZ.

k = 2n + 1

х = - p/18 + p/12 + ((2pn + 1)p)/3 = p/36 + p/3 + 2pn/3 = 13p/36 + 2pn/3, nОz.

Ответ: х1 = 5p/6 + 2pn/3,nОZ, x2 = 13p/36 + 2pn/3, nОZ, или в градусах: х, = 25° + 120 · n, nОZ; x, = 65° + 120°· n, nОZ.

Пример 2

sinx + Оз cosx = 1.

Решение. Подставим вместо Оз значение ctg p/6, тогда уравнение примет вид

sinx + ctg p/6 cosx = 1; sinx + (cosp/6)/sinp/6 · cosx = 1;

sinx sin p/6 + cos p/6 cosx = sin p/6; cos(x - p/6) = 1/2.

По формуле для уравнения

cosx = а

находим

х - p/6 = ± arccos 1/2 + 2pn, nОZ; x = ± p/3 + p/6 + 2pn, nОZ;

x1 = p/3 + p/6 + 2pn, nОZ; x1 = p/2 + 2pn, nОZ;

x2 = - p/3 + p/6 + 2pn, nОZ; x2 = -p/6 + 2pn, nОZ;

Ответ: x1 = p/2 + 2pn, nОZ; x2 = -p/6 + 2pn, nОZ.

2. Двучленные уравнения

Пример 1.

sin3x = sinx

Решение. Перенесем sinx в левую часть уравнения и полученную разность преобразуем в произведение. sin3x - sinx == 0; 2sinx · cos2x = 0.Из условия равенства нулю произведения получим два простейших уравнения.

sinx = 0 или cos2x = 0.

x1 = pn, nОZ, x2 = p/4 + pn/2, nОZ.

Ответ: x1 = pn, nОZ, x2 = p/4 + pn/2, nОZ.

3. Разложение на множители

Пример 1.

sinx + tgx = sin2x / cosx

Решение. cosx № 0; x № p/2 + pn, nОZ.

sinx + sinx/cosx = sin2x / cosx. Умножим обе части уравнения на cosx.

sinx · cosx + sinx - sin2x = 0; sinx(cosx + 1 - sinx) = 0;

sinx = 0 или cosx - sinx +1=0;

x1 = pn, nОZ; cosx - cos(p/2 - x) = -1; 2sin p/4 · sin(p/4 - x) = -1;

О2 sin(p/4 - x) = -1; sin(p/4 -x) = -1/О2; p/4 - x = (-1) n+1 arcsin 1/О2 + pn, nОZ;

x2 = p/4 - (-1) n+1 · p/4 - pn, nОZ; x2 = p/4 + (-1) n · p/4 + pn, nОZ.

Если

n = 2n (четное), то x = p/2 + pn, если n = 2n + l (нечетное), то x = pn.

Ответ: x1 = pn, nОZ; x2 = p/4 + (-I)n · p/4 + pn, nОZ.

4. Способ подстановки

тригонометрический уравнение алгебра иррациональный

Пример 1.

2 sin2x = 3cosx.

Решение.

2sin2x - 3cosx = 0; 2 (l - cos2x) - 3cosx = 0; 2cos2x + 3cosx - 2 = 0.

Пусть z = cosx, |z| Ј 1. 2z2 + 32z - 2=0.

Д = 9+16 = 25; ОД = 5; z1 = (-3 + 5)/4 = 1/2; z2 = (-3-5)/ 4 = -2 -

-не удовлетворяют условию для z. Тогда решим одно простейшее уравнение:

cosx = 1/2; х = ± p/3 + 2pn, nОZ. Ответ: х = ± p/3 + 2pn, nОZ.

5. Однородные уравнения

Однородные тригонометрические уравнения имеют такой вид:

a sin2x + b sinxcosx + c cos2x = 0

однородное уравнение 2-й степени или

a sin3x + b sin2x cosx + c sinx cos2x + d sin3x = 0

В этих уравнениях sinx № 0, cosx № 0. Решаются они делением обеих частей уравнения на sin2x или на cos2x и приводятся к уравнениям относительно tgx или ctgx.

Пример 1.

О3sin2 2x - 2sin4x + О3cos22x = 0.

Решение. Разложим sin4x по формуле синуса двойного угла.

Получим уравнение

О3sin22x - 4sin2xcos2x + О3cos22x = 0.

Разделим на cos22x. Уравнение примет вид

О3 tg22x - 4tg2x + О3 = 0.

Пусть

z = tg2x

тогда

О3z2 - 4z + О3 = 0; Д = 4; ОД = 2.

z1 = (4 +2)/2О3 = 6/2О3 = О3; z2 = (4 - 2)/2О3 = 1/О3

tg2x = О3 или tg2x = 1/О3

2x = p/3 + pn, nОZ; 2x = p/6 + pn, nОZ;

x1 = p/6 + pn/2, nОZ ; x2 = p/12 + pn/2, nОz.

Ответ: x1 = p/6 + pn/2, nОZ ; x2 = p/12 + pn/2, nОz.

6. Уравнение вида a sinx + b cosx = с

Пример 1.

3sinx + 4cosx = 5.

Решение. Разделим обе части уравнения на 5, тогда

3/5sinx + 4/5cosx = 1.

sinj = 4/5; cosj = 3/5; sin(x+j) = 1, x + j = p/2 + 2pn, nОZ.

Ответ: x = p/2 - arcsin 4/5 + 2pn, nОZ.

7. Дробно-рациональные тригонометрические уравнения

Уравнения, содержащие тригонометрические дроби, называются дробно-рациональными уравнениями. В этих уравнениях требуется следить за областью допустимых значений.

Пример 1.

1/(О3-tgx) - 1/(О3 +tgx) = sin2x

Решение. Область допустимых значений решений этого уравнения

tgx № ± О3, х № ± p/8 + pn, nОZ и х № ± p/2 + pn, nОZ.

Левую часть уравнения приведем к общему знаменателю, а правую преобразуем с помощью формулы выражения синуса угла через тангенс половинного угла.

(О3 + tgx - О3 + tgx)/3 - tg2x = 2tgx/ (1 + tg2x); 2tgx / (3 - tg2x) = 2tgx/(1 + tg2x)

x1 = pn, nОZ

Второе уравнение имеет вид

2tg2x - 2 = 0; tg2x = 1; tgx = ±1; x2 = ± p/4 + pn, nОZ.

Ответ: x1 = pn, nОZ; х2 = ± p/4 + pn, nОZ.

8. Иррациональные тригонометрические уравнения

Если в уравнении тригонометрическая функция находится под знаком радикала, то такое тригонометрическое уравнение будет иррациональным. В таких уравнениях следует соблюдать все правила, которыми пользуются при решении обычных иррациональных уравнений (учитывается область допустимых значений как самого уравнения, так и при освобождении от корня четной степени).

Пример 1.

О( cos2x + Ѕ) + О( sin2x + Ѕ) = 2.

Решение. Уравнение имеет смысл при любом х. Возведем обе части уравнения в квадрат.

cos2x + Ѕ + 2 О(( cos2x + Ѕ) ( sin2x + Ѕ)) + sin2x + Ѕ = 4

О(( cos2x + Ѕ) ( sin2x + Ѕ)) = 1; ( cos2x + Ѕ) ( sin2x + Ѕ) = 1

( Ѕ + Ѕ cos2x + Ѕ)( Ѕ - Ѕ cos2x + Ѕ) = 1; (1 + Ѕ cos2x) (1 - Ѕ cos2x) = 1;

1 - ј cos22x = 1; cos2x=0; x = p/4 + pn/2, nОz

Ответ: x = p/4 + pn/2, nОz.

9. Тригонометрические уравнения, в которых под знаком тригонометрической функции находится функция

Особого внимания заслуживают тригонометрические уравнения со сложной зависимостью, когда под знаком тригонометрической функции находится какая-либо другая функция. Эти уравнения требуют дополнительного исследования множества решений.

Пример 1.

tg(x2 + 5x)ctg 6=1.

Решение. Запишем уравнение в виде

tg(x2+5x)=tg 6

Учитывая, что аргументы равных тангенсов отличаются на свои периоды теп, имеем

х2 + 5х = 6 + pn, nОZ; х2 + 5х - (6+pn) = 0, nОz;

Д = 25 + 4(6 + pn) = 49 + 4pn, nОZ; х1,2 = (-5 ± О(49 + 4pn))/2, nОz

Решение имеет смысл, если 49 + 4pn > 0, т.е. n і -49/4p; n і -3.

Литераура

1. “Математика” Р. Л . Вейцман, Л . Р. Вейцман, 2000 г. (стр. 116 - 125)

2. “Алгебра начала анализа 10-11” А.Н. Колмогоров, А.М . Абрамов, Ю.П. Дудницын, Б.М . Ивлев, С.И. Шварцбурд, 1993 г. (стр. 62 - 78)

Размещено на Allbest.ru