Уроки 54-55. Системы тригонометрических уравнений (факультативное занятие)

Цель: рассмотреть наиболее типичные системы тригонометрических уравнений и способы их решения.

I. Сообщение темы и цели уроков

II. Повторение и закрепление пройденного материала

1. Ответы на вопросы по домашнему заданию (разбор нерешенных задач).

2. Контроль усвоения материала (самостоятельная работа).

Вариант 1

Решите неравенство:

Вариант 2

Решите неравенство:

III. Изучение нового материала

На экзаменах системы тригонометрических уравнений встречаются гораздо реже тригонометрических уравнений и неравенств. Четкой классификации систем тригонометрических уравнений не существует. Поэтому условно разобьем их на группы и рассмотрим способы решения этих задач.

1. Простейшие системы уравнений

К ним отнесем системы, в которых или одно из уравнений является линейным, или уравнения системы могут быть решены независимо друг от друга.

Пример 1

Решим систему уравнений

Так как первое уравнение является линейным, то выразим из него переменную и подставим во второе уравнение: Используем формулу приведения и основное тригонометрическое тождество. Получим уравнение или Введем новую переменную t = sin у. Имеем квадратное уравнение 3 t 2 - 7 t + 2 = 0, корни которого t 1 = 1/3 и t 2 = 2 (не подходит, так как sin у ≤ 1). Вернемся к старой неизвестной и получим уравнение sin y = 1/3, решение которого Теперь легко найти неизвестную: Итак, система уравнений имеет решения где n ∈ Z .

Пример 2

Решим систему уравнений

Уравнения системы независимы. Поэтому можно записать решения каждого уравнения. Получим: Почленно сложим и вычтем уравнения этой системы линейных уравнений и найдем: откуда

Обратим внимание на то, что в силу независимости уравнений при нахождении х - у и х + у должны быть указаны разные целые числа n и k . Если бы вместо k было также поставлено n , то решения имели бы вид: При этом было бы потеряно бесконечное множество решений и, кроме того, возникла бы связь между переменными x и у: х = 3у (чего нет на самом деле). Например, легко проверить, что данная система имеет решение х = 5π и у = п (в соответствии с полученными формулами), которое при k = n найти невозможно. Поэтому будьте внимательнее.

2. Системы вида

Такие системы приводятся к простейшим при сложении и вычитании уравнений. При этом получим системы или Отметим очевидное ограничение: и Само же решение подобных систем сложностей не представляет.

Пример 3

Решим систему уравнений

Преобразуем сначала второе уравнение системы, используя равенство Получим: Подставим в числитель этой дроби первое уравнение: и выразим Теперь имеем систему уравнений Сложим и вычтем эти уравнения. Имеем: или Запишем решения этой простейшей системы: Складывая и вычитая эти линейные уравнения, находим:

3. Системы вида

Такие системы можно рассматривать как простейшие и решать их соответствующим образом. Однако есть и другой способ решения: преобразовать сумму тригонометрических функций в произведение и использовать оставшееся уравнение.

Пример 4

Решим систему уравнений

Сначала преобразуем первое уравнение, используя формулу для суммы синусов углов. Получим: Используя второе уравнение, имеем: откуда Выпишем решения этого уравнения: С учетом второго уравнения данной системы получаем систему линейных уравнений Из этой системы находим Такие решения удобно записать в более рациональном виде. Для верхних знаков имеем: для нижних знаков -

4. Системы вида

Прежде всего необходимо получить уравнение, содержащее только одну неизвестную. Для этого, например, выразим из одного уравнения sin у, из другого - cos у. Возведем в квадрат эти соотношения и сложим. Тогда получается тригонометрическое уравнение, содержащее неизвестную х. Решаем такое уравнение. Затем, используя любое уравнение данной системы, получаем уравнение для нахождения неизвестной у.

Пример 5

Решим систему уравнений

Запишем систему в виде Возведем в квадрат каждое уравнение системы и получим: Сложим уравнения этой системы: или Используя основное тригонометрическое тождество, запишем уравнение в виде или Решения этого уравнения cos x = 1/2 (тогда ) и cos x = 1/4 (откуда ), где n , k ∈ Z . Учитывая связь между неизвестными cos y = 1 – 3 cos x , получим: для cos x = 1/2 cos y = -1/2; для cos x = 1/4 cos y = 1/4. Необходимо помнить, что при решении системы уравнений проводилось возведение в квадрат и эта операция могла привести к появлению посторонних корней. Поэтому надо учесть первое уравнение данной системы, из которого следует, что величины sin x и sin у должны быть одного знака.

С учетом этого получим решения данной системы уравнений и где n , m , k , l ∈ Z . При этом для неизвестных х и у одновременно выбирают или верхние, или нижние знаки.

В частном случае система может быть решена преобразованием суммы (или разности) тригонометрических функций в произведение и последующим почленным делением уравнений друг на друга.

Пример 6

Решим систему уравнений

В каждом уравнении преобразуем сумму и разность функций в произведение и разделим каждое уравнение на 2. Получим: Так как ни один множитель в левых частях уравнений не равен нулю, то почленно разделим уравнения друг на друга (например, второе на первое). Получим: откуда Подставим найденное значение например, в первое уравнение: Учтем, что Тогда откуда

Получили систему линейных уравнений Складывая и вычитая уравнения этой системы, найдем и где n , k ∈ Z .

5. Системы, решаемые с помощью замены неизвестных

Если система содержит только две тригонометрические функции или приводится к такому виду, то удобно использовать замену неизвестных.

Пример 7

Решим систему уравнений

Так как в данную систему входят только две тригонометрические функции, то введем новые переменные а = tg х и b = sin у. Получим систему алгебраических уравнений Из первого уравнения выразим а = b + 3 и подставим во второе: или Корни этого квадратного уравнения b 1 = 1 и b 2 = -4. Соответствующие значения а1 = 4 и а2 = -1. Вернемся к старым неизвестным. Получим две системы простейших тригонометрических уравнений:

а) ее решение где n , k ∈ Z .

б) решений не имеет, так как sin у ≥ -1.

Пример 8

Решим систему уравнений

Преобразуем второе уравнение системы так, чтобы оно содержало только функции sin х и cos у. Для этого используем формулы понижения степени. Получим: (откуда ) и (тогда ). Второе уравнение системы имеет вид: или Получили систему тригонометрических уравнений Введем новые переменные a = sin х и b = cos у. Имеем симметричную систему уравнений единственное решение которой a = b = 1/2. Вернемся к старым неизвестным и получим простейшую систему тригонометрических уравнений решение которой где n , k ∈ Z .

6. Системы, для которых важны особенности уравнений

Практически при решении любой системы уравнений используются те или иные ее особенности. В частности, один из наиболее общих приемов решения системы - тождественные преобразования, позволяющие получить уравнение, содержащее только одну неизвестную. Выбор преобразований, конечно, определяется спецификой уравнений системы.

Пример 9

Решим систему

Обратим внимание на левые части уравнений, например на Используя формулы приведения, сделаем из нее функцию с аргументом π/4 + х. Получим: Тогда система уравнений имеет вид: Чтобы исключить переменную х, почленно умножим уравнения и получим: или 1 = sin 3 2у, откуда sin 2у = 1. Находим и Удобно отдельно рассмотреть случаи четных и нечетных значений n . Для четных n (n = 2 k , где k ∈ Z ) Тогда из первого уравнения данной системы получим: где m ∈ Z . Для нечетных Тогда из первого уравнения имеем: Итак, данная система имеет решения

Как и в случае уравнений, достаточно часто встречаются системы уравнений, в которых существенную роль играет ограниченность функций синуса и косинуса.

Пример 10

Решим систему уравнений

Прежде всего преобразуем первое уравнение системы: или или или или Учитывая ограниченность функции синуса, видим, что левая часть уравнения не меньше 2, а правая часть не больше 2. Поэтому такое уравнение равносильно условиям sin 2 2х = 1 и sin 2 у = 1.

Второе уравнение системы запишем в виде sin 2 у = 1 - cos 2 z или sin 2 у = sin 2 z , и тогда sin 2 z = 1. Получили систему простейших тригонометрических уравнений Используя формулу понижения степени, запишем систему в виде или тогда

Разумеется, при решении других систем тригонометрических уравнений также необходимо обращать внимание на особенности этих уравнений.

Скачать материал

Полный текст материала смотрите в скачиваемом файле.
На странице приведен только фрагмент материала.

Применение уравнений широко распространено в нашей жизни. Они используются во многих расчетах, строительстве сооружений и даже спорте. Уравнения человек использовал еще в древности и с тех пор их применение только возрастает. Тригонометрическими уравнениями именуются все уравнения, в состав которых входит переменная, находящаяся под знаком тригонометрической функции. Например: \[\sin x= a, \cos x = b\]. Решение тригонометрических уравнений сводится к таким подзадачам:

* решение уравнения;

* отбор корней.

Ответ в таких уравнениях записывается в:

Градусах;

Радианах.

Чтобы решить данного рода уравнения необходимо преобразовать уравнение в одно/несколько основных тригонометрических уравнений: \[\sin x = a; \cos x = a: \tan x = a; \cot x = a.\] А решение уже основных таких уравнений заключается в использовании таблицы преобразования или поиске положений \[х\] на единичной окружности.

Например, дано тригонометрические уравнения, решаемые с помощью таблицы преобразования, следующего вида:

\[\tan (x - \pi/4) = 0\]

Ответ: \

\[\cot2x = 1,732\]

Ответ: x = \[\pi /12 + \pi n\]

\[\sin x = 0,866\]

Ответ: \[ x = \pi/3 \]

Где можно решить систему тригонометрических уравнений онлайн бесплатно?

Решить уравнение вы можете на нашем сайте https://сайт. Бесплатный онлайн решатель позволит решить уравнение онлайн любой сложности за считанные секунды. Все, что вам необходимо сделать - это просто ввести свои данные в решателе. Так же вы можете посмотреть видео инструкцию и узнать, как решить уравнение на нашем сайте. А если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в нашей групе Вконтакте http://vk.com/pocketteacher. Вступайте в нашу группу, мы всегда рады помочь вам.

Транскрипт

1 И. В. Яковлев Материалы по математике MathUs.ru Системы тригонометрических уравнений В данной статье мы рассматриваем тригонометрические системы двух уравнений с двумя неизвестными. Методы решения таких систем и различные специальные приёмы мы будем изучать сразу на конкретных примерах. Может случиться, что одно из уравнений системы содержит тригонометрические функции от неизвестных x и y, а другое уравнение является линейным относительно x и y. В таком случае действуем очевидным образом: одну из неизвестных выражаем из линейного уравнения и подставляем в другое уравнение системы. Задача 1. Решить систему: x + y =, sin x + sin y = 1. Решение. Из первого уравнения выражаем y через x: и подставляем во второе уравнение: y = x, sin x + sin x) = 1 sin x = 1 sin x = 1. Получилось простейшее тригонометрическое уравнение относительно x. Его решения запишем в виде двух серий: x 1 = 6 + n, x = n n Z). Остаётся найти соответствующие значения y: y 1 = x 1 = 5 6 n, y = x = 6 n. Как всегда в случае системы уравнений, ответ даётся в виде перечисления пар x; y). 6 + n; 5) 5 6 n, 6 + n;) 6 n, n Z. Обратите внимание, что x и y связаны друг с другом посредством целочисленного параметра n. А именно, если в выражении для x стоит +n, то в выражении для y автоматически появляется n, причём с тем же самым n. Это следствие «жёсткой» зависимости между x и y, задаваемой уравнением x + y =. Задача. Решить систему: cos x + cos y = 1, x y =. Решение. Здесь имеет смысл сначала преобразовать первое уравнение системы: 1 + cos x cos y = 1 cos x + cos y = 1 cosx + y) cosx y) = 1. 1

2 Таким образом, наша система равносильна следующей системе: cosx + y) cosx y) = 1, x y =. Подставляем x y = в первое уравнение: cosx + y) cos = 1 cosx + y) = 1 x + y = n n Z). В результате приходим к системе: x + y = n, x y =. Складываем эти уравнения, делим на и находим x; вычитаем из первого уравнения второе, делим на и находим y: x = + n, y = + n n Z). + n; + n), n Z. В ряде случаев тригонометрическую систему удаётся свести к системе алгебраических уравнений подходящей заменой переменных. Задача. Решить систему: sin x + cos y = 1, sin x cos y = 1. Решение. Замена u = sin x, v = cos y приводит к алгебраической системе относительно u и v: u + v = 1, u v = 1. Эту систему вы без труда решите самостоятельно. Решение единственно: u = 1, v = 0. Обратная замена приводит к двум простейшим тригонометрическим уравнениям: sin x = 1, cos y = 0, откуда + k; + n), k, n Z. x = + k, y = + n k, n Z). Теперь в записи ответа фигурируют два целочисленных параметра k и n. Отличие от предыдущих задач состоит в том, что в данной системе отсутствует «жёсткая» связь между x и y например, в виде линейного уравнения), поэтому x и y в гораздо большей степени независимы друг от друга.

3 В данном случае было бы ошибкой использовать лишь один целочисленный параметр n, записав ответ в виде + n;) + n. Это привело бы к потере бесконечного множества 5 решений системы. Например, потерялось бы решение;), возникающее при k = 1 и n = 0. Задача 4. Решить систему: sin x + sin y = 1, cos x + cos y =. Решение. Преобразуем сначала второе уравнение: 1 sin x + 1 sin y) = sin x + 4 sin y = 1. Теперь делаем замену: u = sin x, v = sin y. Получим систему: u + v = 1, u + 4v = 1. Решениями этой системы служат две пары: u 1 = 0, v 1 = 1/ и u = /, v = 1/6. Остаётся сделать обратную замену: sin x = 0, sin x = sin y = 1 или, sin y = 1 6, и записать ответ. k; 1) n 6 + n), 1) k arcsin + k; 1)n arcsin 16 + n), k, n Z. Задача 5. Решить систему: cos x + cos y = 1, sin x sin y = 4. Решение. Здесь для получения алгебраической системы нужно поработать ещё больше. Первое уравнение нашей системы запишем в виде: Во втором уравнении имеем: cos x + y cos x y = 1. = sin x sin y = cosx y) cosx + y) = = cos x y 1 Таким образом, исходная система равносильна системе: cos x + y cos x y = 1, cos x y cos x + y = 4. cos x + y) 1 = cos x y cos x + y.

4 Делаем замену u = cos x y, v = cos x + y и получаем алгебраическую систему: uv = 1, u v = 4. Решениями этой системы служат две пары: u 1 = 1, v 1 = 1/ и u = 1, v = 1/. Первая пара даёт систему: x y = 1, = k, Отсюда cos x y cos x + y Вторая пара даёт систему: cos x y cos x + y = 1 x + y x = ± + n + k), y = 1, = 1 = ± + n k, n Z). = ± + n k). x y = + k, x + y = ± + n k, n Z). Отсюда x = ± + n + k), y = ± + n k). ±) + n + k); ± + n k), ± + n + k); ±) + n k), k, n Z. Однако свести систему тригонометрических уравнений к системе алгебраических уравнений удаётся далеко не всегда. В ряде случаев требуется применять различные специальные приёмы. Иногда удаётся упростить систему путём сложения или вычитания уравнений. Задача 6. Решить систему: sin x cos y = 4, cos x sin y = 1 4. Решение. Складывая и вычитая эти уравнения, получим равносильную систему: sinx + y) = 1, sinx y) = 1. А эта система, в свою очередь, равносильна совокупности двух систем: x + y = + k, x + y = x y = + k, или 6 + n x y = n k, n Z). 4

5 Отсюда x = + k + n), x = + k + n), y = или + k n) y = + k n) k + n);)) 6 + k n), + k + n); + k n), k, n Z. 6 Иногда можно прийти к решению, умножая уравнения друг на друга. Задача 7. Решить систему: tg x = sin y, ctg x = cos y. Решение. Напомним, что умножить уравнения системы друг на друга это значит записать уравнение вида «произведение левых частей равно произведению правых частей». Полученное уравнение будет следствием исходной системы то есть все решения исходной системы удовлетворяют и полученному уравнению). В данном случае умножение уравнений системы приводит к уравнению: 1 = sin y cos y = sin y, откуда y = /4 + n n Z). Подставлять y в таком виде в систему неудобно лучше разбить на две серии: y 1 = 4 + n, Подставляем y 1 в первое уравнение системы: y = 4 + n. tg x = sin y 1 = 1 x 1 = 4 + k k Z). Легко видеть, что подстановка y 1 во второе уравнение системы приведёт к тому же самому результату. Теперь подставляем y: tg x = sin y = 1 x = 4 + k k Z). 4 + k;) 4 + n, 4) + k; 4 + n, k, n Z. Иногда к результату приводит деление уравнений друг на друга. Задача 8. Решить систему: cos x + cos y = 1, sin x + sin y =. Решение. Преобразуем: cos x + y sin x + y cos x y cos x y = 1, =. 5

6 Введём временно обозначения: α = x + y, β = x y. Тогда полученная система перепишется в виде: cos α cos β = 1, sin α cos β =. Ясно, что cos β 0. Тогда, поделив второе уравнение на первое, придём к уравнению tg α =, которое является следствием системы. Имеем: α = + n n Z), и снова в целях дальнейшей подстановки в систему) нам удобно разбить полученное множество на две серии: α 1 = + n, α = 4 + n. Подстановка α 1 в любое из уравнений системы приводит к уравнению: cos β = 1 β 1 = k k Z). Аналогично, подстановка α в любое из уравнений системы даёт уравнение: cos β = 1 β = + k k Z). Итак, имеем: то есть откуда α 1 = + n, β 1 = k или α = 4 + n, β = + k, x + y = + n, x + y = 4 x y или + n, = k x y = + k, x = + n + k), x = 7 + n + k), y = или + n k) y = + n k). + n + k);) 7 + n k), + n + k);) + n k), k, n Z. В некоторых случаях на помощь приходит основное тригонометрическое тождество. Задача 9. Решить систему: sin x = 1 sin y, cos x = cos y. Решение. Возведём обе части каждого уравнения в квадрат: sin x = 1 sin y), cos x = cos y. 6

7 Сложим полученные уравнения: = 1 sin y) + cos y = 1 sin y + sin y + cos y = sin y, откуда sin y = 0 и y = n n Z). Это следствие исходной системы; то есть, для всякой пары x; y), являющейся решением системы, второе число этой пары будет иметь вид n с некоторым целым n. Разбиваем y на две серии: y 1 = n, y = + n. Подставляем y 1 в исходную систему: sin x = 1 sin y1 = 1, cos x = cos y1 = 1 Решением данной системы служит серия sin x = 1, cos x = 1. x 1 = 4 + k k Z). Обратите внимание, что теперь недостаточно было бы подставить y 1 в какое-то одно из уравнений системы. Подстановка y 1 в первое и второе уравнение системы приводит к системе двух разных уравнений относительно x.) Аналогично, подставляем y в исходную систему: Отсюда sin x = 1 sin y = 1, cos x = cos y = 1 x = 4 + k k Z).)) 4 + k; n, + k; + n, k, n Z. 4 sin x = 1, cos x = 1. Иногда в ходе преобразований удаётся получить простое соотношение между неизвестными и выразить из этого соотношения одно неизвестное через другое. Задача 10. Решить систему: 5 cos x cos y =, sin x siny x) + cos y = 1. Решение. Во втором уравнении системы преобразуем удвоенное произведение синусов в разность косинусов: cosx y) cos y + cos y = 1 cosx y) = 1 x y = n n Z). Выражаем отсюда y через x: y = x + n, 7

8 и подставляем в первое уравнение системы: 5 cos x cos x = 5 cos x cos x 1) = cos x 5 cos x + = 0. Дальнейшее тривиально. Получаем: cos x = 1, откуда x = ± Остаётся найти y из полученного выше соотношения: + k k Z). y = ± + 4k + n. ± + k; ± + 4k + n), k, n Z. Разумеется, рассмотренные задачи не охватывают всего многоообразия систем тригонометрических уравнений. В любой сколько-нибудь непростой ситуации требуется проявлять изобретательность, которая вырабатывается только практикой решения разнообразных задач. Во всех ответах предполагается, что k, n Z. Задачи 1. Решите систему: x + y =, cos x cos y = 1. б) x + y =, sin x sin y = 1. + n; n), + n; 4 n) ; б) n; n). Решите систему: x + y = 4, tg x tg y = 1 б) 6. x y = 5, sin x = sin y. arctg 1 + n; arctg 1 n), arctg 1 + n; arctg 1 n) ; б) + n; 6 + n). Решите систему: sin x + sin y = 1, x y = 4 б). x + y =, sin x sin y = n; 6 + n) ; б) 6 + n; 6 n) 8

9 4. Решите систему: sin x + cos y = 0, sin x + cos y = 1. б) sin x + cos y = 1, sin x cos y =. 1) k 6 + k; ± + n), 1) k k; ± + n) ; б) 1) k 4 + k; + n) 5. Решите систему: cos x + cos y = 1, tg x + tg y =, sin x sin y = б) 4. ctg x + ctg y = 9 5. ± + k; n) ; б) arctg 5 + k; arctg 1 + n), arctg 1 + k; arctg 5 + n) 6. Решите систему: sin x + cos y = 1, cos x cos y = 1. б) sin x + cos x = + sin y + cos y, sin x + sin y = 0. 1) k 6 + k; ± + n) ; б) 4 ± 4 + k; 5 4 ± 4 + n) 7. Решите систему: sin x + sin y =, cos x cos y = 1. 1) k 4 + k + n); 1)k 4 + k n)), 1) k k + n + 1); 1)k k n 1)) 8. Решите систему: sin x sin y = 1 4, tg x tg y =, cos x cos y = б) 4. sin x sin y = 4. ± 6 + k + n); ± 6 + k n)) ; б) ± + k + n); ± + k n)) 9. Решите систему: 4 sin x cos y = 1, tg x = tg y. б) sin x = cos x cos y, cos x = sin x sin y)k n k) ; 1) k 1 + n + k)) ; б)) 4 + k ; 4 + k + n 9

10 10. Решите систему: cos x = tg cos y = tg y +), 4 x +). 4 k; n), 4 + k; 4 + n), + k; + n) 11. Решите систему:) tg 4 + x = cos y,) tg 4 x = sin y. k; 4 + n), + k; 4 + n) 1. Решите систему: sin x + sin y = 1, cos x cos y =. 6 + n + k); n k)), 6 + n + k); n k)) 1. Решите систему: tg x + tg y =, cos x cos y = n + k); 4 + n k)) 14. Решите систему: sin x = sin y, cos x = cos y. 6 + k; 4 + n), 6 + k; 4 + n), k; 4 + n), k; 4 + n) 15. Решите систему: 6 cos x + 4 cos y = 5, sin x + sin y = 0. arccos 4 + k; arccos n), arccos 4 + k; arccos n) 16. Решите систему: 4 tg x = tg y, sin x cosx y) = sin y. б) ctg x + sin y = sin x, sin x sinx + y) = cos y. k; n); б)) 4 + k ; n, + k; + n) 10

11 17. «Физтех», 010) Решить систему уравнений 5 sin x cos y =, sin y + cos x =. 4 + k, 6 + n) ; k, n Z 18. МГУ, экз. для иностр. гр-н, 01) Решите систему уравнений: 4 + cos x = 7 sin y, y x = y 4. + n; 6 + n), + n; n), + n; 6 n), + n; 5 6 n), n Z 19. МГУ, ВМК, 005) Найдите все решения системы уравнений sin x + y) = 1, xy = 9. xn, 4 + n) xn, где xn = 8 + n ± n) 6, n Z, n, 1, 0, 1 0. МГУ, географич. ф-т, 005) Решите систему уравнений 1 sin x sin y =, 6 sin x + cos y =. 1) n n, k), k, n Z 1. МГУ, ф-т гос. управления, 005) Решите систему уравнений sin x sin 1 = 0, cos x cos 1 = n, n Z. МФТИ, 199) Решите систему уравнений 10 cos x = 7 cos x cos y, sin x = cos x sin y. arccos + n, 1)k arcsin 5); 6 + k arccos + n, 1)k+1 arcsin 5), 6 + k k, n Z 11

12 . МФТИ, 199) Решите систему уравнений tg x 4 ctg x = tg y, 4 sin x = sin x cos y. arctg 4 + n, arccos 4 + k) ; + arctg 4 + n, + arccos 4 + k), k, n Z 4. МФТИ, 1996) Решите систему уравнений sin x = sin y, cos y + cos x sin x = 4. ± 6 + n, 1)k k) ; k, n Z 5. МФТИ, 1996) Решите систему уравнений sin x +) = sin y cos y, 4 sin y + sin x = 4 + sin x. 1) n 1 + n, 4 + 1)k 4 + k) ; k, n Z 6. МФТИ, 1997) Решите систему уравнений 9 cos x cos y 5 sin x sin y = 6, 7 cos x cos y sin x sin y = 4. ± n + k, ± 6 + n + k) ; k, n Z 1

И. В. Яковлев Материалы по математике MathUs.ru Минимаксные задачи в тригонометрии В настоящем листке рассматриваются уравнения, для решения которых используются оценки правой и левой частей. Чтобы стало

И. В. Яковлев Материалы по математике MathUs.ru Тригонометрические уравнения с модулем Этот листок посвящён тригонометрическим уравнениям, в которых тригонометрические функции от неизвестной величины содержатся

Практическая работа: Решение тригонометрических уравнений различных типов Разработчик: И. А. Кочеткова, Ж. И. Тимошко Цель работы: 1) Повторить тригонометрические формулы двойного аргумента, формулы сложения,

И В Яковлев Материалы по математике MathUsru Тригонометрические неравенства Предполагается, что читатель умеет решать простейшие тригонометрические неравенства Мы же переходим к более сложным задачам Задача

И. В. Яковлев Материалы по математике MathUs.ru Тригонометрические преобразования и вычисления Задачи, связанные с тригонометрическими преобразованиями и вычислениями, как правило, не сложны и потому нечасто

Содержание И В Яковлев Материалы по математике MathUsru Иррациональные уравнения и системы 1 Учёт ОДЗ 1 Равносильные преобразования 3 Замена переменной 6 4 Умножение на сопряжённое 7 5 Системы уравнений

И. В. Яковлев Материалы по математике MathUs.ru Простейшие тригонометрические уравнения Мы приступаем к изучению тригонометрических уравнений центральной темы всего тригонометрического раздела. Пусть a

Агентство образования администрации Красноярского края Красноярский государственный университет Заочная естественнонаучная школа при КрасГУ Математика: Модуль для 0 класса Учебно-методическая часть/ Сост:

Инвариантность и задачи с параметрами Г.И. Фалин, А.И. Фалин МГУ им.м.в.ломоносова http://mech.math.msu.su/ falin 1 Введение В современной математике важную роль играет понятие инвариантности, т.е. неизменности

И. В. Яковлев Материалы по математике MthUs.ru Исследование тригонометрических функций Напомним, что функция fx) называется периодической, если существует такое число T 0, что для любого x из области определения

Тема 14 «Алгебраические уравнения и системы нелинейных уравнений» Многочленом степени n называется многочлен вида P n () a 0 n + a 1 n-1 + + a n-1 + a n, где a 0, a 1, a n-1, a n заданные числа, a 0,

И. В. Яковлев Материалы по математике MathUs.ru Тренировочные задачи Симметрия в задачах с параметрами 1. (МГУ, ф-т почвоведения, 001) При каких значениях b уравнение имеет ровно один корень? tg b = log

Министерство науки и образования Российской Федерации Московский Государственный Университет Геодезии и Картографии Т. М. Королёва, Е. Г. Маркарян, Ю. М. Нейман ПОСОБИЕ ПО МАТЕМАТИКЕ ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В

Урок алгебры в 10 классе Тема урока: Способы решения тригонометрических уравнений Цель урока: Обобщение и систематизация знаний учащихся по теме. Задачи урока: 1) Образовательные - Расширить и углубить

Примеры решений контрольных работ Л.И. Терехина, И.И. Фикс 1 Контрольная работа 1 Линейная алгебра Решить матричное уравнение ((3 1 2 1 X + 2 4 2 3 3 (1 0 = 3 2 3 Выполним вначале умножение матриц на

ИНТЕГРИРОВАНИЕ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ Интегрирование произведения синусов и косинусов различных аргументов Тригонометрические формулы k m [ (m k (m k ], (k m [ (m k (m k ], (k m [ (m k (m k

Министерство образования и науки Российской Федерации Московский физико-технический институт (государственный университет) Заочная физико-техническая школа МАТЕМАТИКА Тождественные преобразования. Решение

Иррациональные уравнения и неравенства Оглавление Иррациональные уравнения Метод возведения обеих частей уравнения в одну и ту же степень Задание Задание Задание Замена иррационального уравнения смешанной

Министерство образования Республики Беларусь Молодечненский государственный политехнический техникум Практическая работа: Решение тригонометрических уравнений, приводимых к простейшим. Разработчик: И.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет прикладной математики и кибернетики Кафедра теории вероятностей и математической статистики ПРЕДЕЛЫ Методическое

10 класс, базовый уровень Задание 1 Вариант 0 (демонстрационный, с решениями) Заочная математическая школа 009/010 учебный год 1 Представьте выражение в виде многочлена стандартного вида и найдите его

Лекции «НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ» Составитель: ВПБелкин Лекция Неопределенный интеграл Основные понятия Свойства неопределенного интеграла 3 Основная таблица первообразных 3 4 Типовые примеры 3 5 Простейшие

4. Тригонометрия Теперь все готово для того, чтобы дать строгие определения тригонометрических функций. На первый взгляд они, видимо, покажутся довольно странными; тем не менее мы покажем, что определенные

Тема ПРЕДЕЛЫ ФУНКЦИЙ Число А называется пределом функции у=f), при х стремящемся к бесконечности, если для любого, сколь угодно малого числа ε>, найдется такое положительное числоs, что при всех >S, выполняется

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) ПРЕДЕЛ ФУНКЦИИ Методические

НЕ ДЕМИДОВА ОСНОВЫ ТРИГОНОМЕТРИИ Учебное пособие для иностранных граждан Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального

Тема 1 Действительные числа и действия над ними 4 часа 11 Развитие понятия о числе 1 Первоначально под числами понимали лишь натуральные числа, которых достаточно для счета отдельных предметов Множество

Решение тригонометрических уравнений Решение тригонометрических уравнений Цели: Познакомиться с видами тригонометрических уравнений Познакомиться со способами решения уравнений. Выработать навыки применения

И. В. Яковлев Материалы по математике MathUs.ru Симметрия в задачах с параметрами Симметрия одно из ключевых понятий математики и физики. Вы знакомы с геометрической симметрией фигур и вообще различных

Контрольная работа. Даны матрицы A, B и D. Найти AB 9D, если: 4 7 () 6 9 6 A = 3 9 7, B =, D = 3 8 3. 3 7 7 3 7 Перемножим матрицы A 3 и B 3. Результирующая будет C размера 3 3, состоящая из элементов

Лекция 13: Классификация квадрик на плоскости Уральский федеральный университет, Институт математики и компьютерных наук, кафедра алгебры и дискретной математики Вступительные замечания В предыдущих трех

Занятие. Степень с произвольным действительным показателем, её свойства. Степенная функция, её свойства, графики.. Вспомнить свойства степени с рациональным показателем. a a a a a для натурального раз

8.3 класс, Математика (учебник Макарычев) 2016-2017 уч.год Тема модуля 5 «Квадратный корень. Степень с целым показателем» В тесте проверяются теоретическая и практическая части. ТЕМА Знать Уметь Знать

Кафедра высшей математики ВГТУ-ВГАСУ, Доц. Седаев А.А. 06 г П Р О И З В О Д Н А Я?.. с нуля?.. Д Л Я Ч А Й Н И К О В?... Э Т О н е П Р О С Т О Дорогой читатель. Если встретившись с необходимостью найти

Министерство образования и науки Российской Федерации НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра прикладной механики и математики ОБЫКНОВЕННЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ

Тема: Преобразование тригонометрических выражений Учет ОДЗ в тригонометрических уравнениях Подготовка к ЕГЭ (задание 9; ; 8) Определение: Областью определения уравнения f g или областью допустимых значений

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университете) Кафедра "Высшая математика" Пределы Производные Функции нескольких переменных Методические указания и варианты контрольных

Глава 4 Предел функции 4 1 ПОНЯТИЕ ПРЕДЕЛА ФУНКЦИИ В этой главе основное внимание уделено понятию предела функции. Определено, что такое предел функции в бесконечности, а затем предел в точке, пределы

Тема 7 Ранг матрицы Базисный минор Теорема о ранге матрицы и ее следствия Системы m линейных уравнений с неизвестными Теорема Кронекера- Капелли Фундаментальная система решений однородной системы линейных

Тема 1-8: Комплексные числа А. Я. Овсянников Уральский федеральный университет Институт математики и компьютерных наук кафедра алгебры и дискретной математики алгебра и геометрия для механиков (1 семестр)

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА понятия, которые можно описать, но нельзя строго определить, так как любая попытка дать строгое определение неизбежно сведётся к замене определяемого понятия ему

Метод разделения переменных (метод Фурье) Общие принципы метода разделения переменных Для простейшего уравнения с частными производными разделение переменных это поиски решений вида только от t. u (x,t

64 7 класс Алгебра (5 ч в неделю, 175 ч) Алгебраический компонент (3 ч в неделю) 105 ч и геометрический компонент (2 ч в неделю) 70 ч Используемые учебные пособия: 1. Арефьева, И. Г. Алгебра: учеб. пособие

Министерство образования Российской Федерации Российский государственный университет нефти и газа имени ИМ Губкина ВИ Иванов Методические указания к изучению темы «ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ» (для студентов

Практическое занятие Тема: Функция Область определения и множество значений функции Цель: Формирование навыков нахождения области определения функций, и вычисления частных значений функций На выполнение

РЕШЕНИЯ ЗАДАНИЙ ВАРИАНТА 0 Напомним, что на проверку сдаются решения заданий только из части Решения заданий частей и выполняются на черновиках и на оценку никак не влияют При выполнении заданий части

57(07) Д ДГ Демьянов НЕОПРЕДЕЛЕННЫЙ ИНТЕГРАЛ Учебно-справочное пособие Челябинск 00 УДК 57 (0765) Демьянов ДГ Неопределенный интеграл: Учебно-справочное пособие / Под ред СА Уфимцева Челябинск: Изд-во

Физтех 0, 0 класс, решения билета cos x cosx Решите уравнение = cos x sin x Ответ x = k 6 +, x = + k 6, x = + k, k Ζ Решение Возможны два случая cos x cos x sin x sin x а) cos x 0 Тогда = = tg x = x =

ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ Успех решения тригонометрических уравнений и неравенств, доказательства тригонометрических тождеств и решения вычислительных задач в значительной мере определяются знанием основных

Занятие 14 Комплексные числа. ЛОДУ с постоянными коэффициентами. 14.1 Комплексные числа Комплексным числом называется выражение вида z = x+iy,где x R. Имеется взаимно однозначное соответствие между множеством

Вопрос Какие числа называют натуральными? Ответ Натуральными называют числа, которые используют при счете Что такое классы и разряды в записи чисел? Как называют числа при сложении? Сформулируйте сочетательный

А А КИРСАНОВ КОМПЛЕКСНЫЕ ЧИСЛА ПСКОВ ББК 57 К45 Печатается по решению кафедры алгебры и геометрии, и редакционно-издательского совета ПГПИ им СМ Кирова Рецензент: Медведева ИН, кандидат физ мат наук, доцент

Лекция Дифференциальные уравнения -го порядка (ДУ-) Общий вид дифференциального уравнения порядка n запишется: (n) F, = 0 () Уравнение -го порядка (n =) примет вид F(,) = 0 Подобные уравнения

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ Хабаровск 01 г. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный

Министерство образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет В Б СМИРНОВА, Л Е МОРОЗОВА ОБЫКНОВЕННЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ Учебное

МАТЕМАТИКА, класс Ответы и критерии, Апрель Вариант/ задания ОТВЕТЫ В В В В4 В В В7 С 4 7 4 arccos 7 44,7 9 8 + n, n, 4 8 7 4,4,8 4 4, 4, 9,4 (;) (log ;) + n, 8 49 8,7 (4;) (; +), 8 9, 4 8 + 7

Условия задач 1 Муниципальный этап 8 класс 1. На доске написаны два числа. Одно из них увеличили в 6 раз, а другое уменьшили на 2015, при этом сумма чисел не изменилась. Найдите хотя бы одну пару таких

Неопределенный интеграл Вводная часть Определение Функция F() называется первообразной для данной функции f(), если F() f(), или, что то же самое, df f d Данная функция f() может иметь различные первообразные,

Московский физико-технический институт Иррациональные уравнения и неравенства Методическое пособие по подготовке к олимпиадам Составитель: Паркевич Егор Вадимович Москва 04 Введение В этой работе мы рассмотрим

ОСНОВЫ ВЕКТОРНОГО ИСЧИСЛЕНИЯ Вектором называется количественная характеристика, имеющая не только числовую величину, но и направление Иногда говорят, что вектор это направленный отрезок Векторная система

Показательные уравнения. Методы решения. Дубова Мария Игоревна 7 78-57 Показательным называется уравнение, содержащее переменную только в показателе степени. Рассмотрим несколько типов показательных уравнений,

МАВ(С)ОУ «ЦО 1» Математика 1 класс Тригонометрия ЗАЧЁТ 1, Таблицы, контрольные работы, зачёты Учитель Немова Н.М. Первая квалификация 15 уч г Пояснительная записка. Данный дидактический материал предназначен

Первообразная и неопределенный интеграл Основные понятия и формулы 1. Определение первообразной и неопределенного интеграла. Определение. Функция F(x) называется первообразной для функции f(x) на промежутке

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ Интегрирование рациональных дробей Рациональной дробью называется дробь вида P Q, где P и Q многочлены Рациональная дробь называется правильной, если степень многочлена P ниже степени

И. В. Яковлев Материалы по математике MthUs.ru Статья написана в соавторстве с А. Г. Малковой Простейшие тригонометрические уравнения. Предыдущая статья была посвящена главной идее решения простейших тригонометрических

Тема Неопределенный интеграл Основные методы интегрирования Интегрирование по частям Пусть u и v две дифференцируемые функции одного и того же аргумента Известно, что d(u v) udv vdu (77) Возьмем от обеих

Министерство образования и науки Российской Федерации Московский физико-технический институт (государственный университет) Заочная физико-техническая школа МАТЕМАТИКА Квадратные уравнения Задание для 8-х

Задачи в одно действие с целыми числами (формальные) стр. 1 06.09.2012 1) Решить неравенство: x 7 17. 2) Умножить 612 на 100000. 3) Чему равна разность чисел 661 и 752? 4) Сравнить выражения: 54 6 и 7.

ЛЕКЦИЯ N Дифференциальные уравнения высших порядков, методы решения Задача Коши Линейные дифференциальные уравнения высших порядков Однородные линейные уравнения Дифференциальные уравнения высших порядков,

Решение тригонометрических уравнений и систем тригонометрических уравнений основывается на решении простейших тригонометрических уравнений.

Напомним основные формулы для решения простейших тригонометрических уравнений.

Решение уравнений вида sin(x) = a.

При |a|< = 1 x = (-1)^k *arcsin(a) +π*k, где k принадлежит Z.

При |a|>1 решений не существует.

Решение уравнений вида cos(x) = a.

При |a|< = 1 x = ±arccos(a) +2*π*k, где k принадлежит Z.

При |a|>1 решений не существует.

Решение уравнений вида tg(x) = a.

x = arctg(a) + π*k, где k принадлежит Z.

Решение уравнений вида ctg(x) = a.

x = arcctg(a)+ π*k, где k принадлежит Z.

Некоторые частые случаи:

sin(x) =1; x = π/2 +2* π*k, где k принадлежит Z.

sin(x) = 0; x = π*k, где k принадлежит Z.

sin(x) = -1; x = - π/2 +2* π*k, где k принадлежит Z.

cos(x) = 1; x = 2* π*k, где k принадлежит Z.

cos(x) = 0; x= π/2 + π*k, где k принадлежит Z.

cos(x) = -1; x = π+2* π*k, где k принадлежит Z.

Рассмотрим несколько примеров:

Пример 1. Решить тригонометрическое уравнение 2*(sin(x))^2 + sin(x) -1 = 0.

Уравнения такого вида решаются сведение к квадратному уравнению заменой переменной.

Пусть у = sin(x). Тогда получаем,

2*y^2 + y - 1 = 0.

Решаем полученное увадратное уравнение одним из известных способов.

y1 = 1/2, y2 = -1.

Следовательно, получаем два простейших тригонометрических уравнения которые решаются по формулам, указанным выше.

sin(x) = 1/2, x = ((-1)^k)*arcsin(1/2) + pi*k = ((-1)^k)*pi/6 + pi*k, длю любого целого k.

sin(x) = -1, x = - pi/2 +2* pi*n, где n принадлежит Z.

Пример 2. Решить уравнение 6*(sin(x))^2 + 5*cos(x) – 2 = 0.

По основному тригонометрическому тождеству заменяем (sin(x))^2 на 1 - (cos(x))^2

Получаем квадратное уравнение относительно cos(x):

6*(cos(x))^2 – 5*cos(x) - 4 = 0.

Вводим замену y=cos(x).

6*y^2 - 5*y - 4 = 0.

Решаем полученное квадратное уравнение y1 = -1/2, y2 = 1(1/3).

Так как y = cos(x), а косинус не может быть больше единицы, получаем одно простейшее тригонометрическое уравнение.

x = ±2*pi/3+2*pi*k, при любом целом k.

Пример 3. tg(x) + 2*ctg(x) = 3.

Введем переменную y = tg(x). Тогда 1/y = ctg(x). Получаем

Умножаем на y не равное нулю, получаем квадратное уравнение.

y^2 – 3*y + 2 = 0.

Решаем его:

tg(x) = 2, x = arctg(2)+pi*k, для любого целого k.

tg(x) = 1, x = arctg(1) + pi*k, pi/4 +pi*k, для любого целого k.

Пример 4. 3*(sin(x))^2 – 4*sin(x)*cos(x) + (cos(x))^2 = 0.

Это уравнение сводится к квадратному делением либо на (cos(x))^2, либо на (sin(x))^2. При делении на (cos(x)^2 получим

3*(tg(x))^2 – 4*tg(x) +1 = 0.

tg(x) = 1, x = pi/4+pi*n, для любого целого n

tg(x) = 1/3, x = arctg(1/3) + pi*k, для любого целого k.

Пример 4. Решить систему уравнений

{ sin(x) = 2*sin(y)

Из пергового уравнения выразим y,

Тогда получим, 2*sin(y) = 2*sin(x-5*pi/3) = 2*(sin(x)*cos(5*pi/3) - cos(x)*sin(5*pi/3)) = 2*(sin(x)*(1/2) –((√3)/2)*cos(x)) = sinx + √3*cos(x).

В данном практическом уроке будут рассмотрены несколько типовых примеров, которые демонстрируют методы решения тригонометрических уравнений и их систем.

Данный урок поможет Вам подготовиться к одному из типов задания В5 и С1 .

Подготовка к ЕГЭ по математике

Эксперимент

Урок 10. Тригонометрические функции. Тригонометрические уравнения и их системы.

Практика

Конспект урока

Основную часть урока мы посвятим решению тригонометрических уравнений и систем, но начнем с заданий на свойства тригонометрических функций, которые с решением уравнений не связаны. Рассмотрим вычисление периода тригонометрических функций со сложным аргументом.

Задача №1 . Вычислить период функций а) ; б) .

Воспользуемся указанными в лекции формулами.

а) Для функции период . В нашем случае , т.е. .

б) Для функции период . У нас , т.к. аргумент можно представить не только разделенным на три, но и умноженным на . Остальные действия с функцией (умножение на , добавление 1) не влияет на аргумент, поэтому нас не интересуют.

Получаем, что

Ответ. а) ; б) .

Переходим к основной части нашей практики и начинаем решение тригонометрических уравнений. Для удобства разберем решение тех же примеров, которые мы упоминали в лекции, когда перечисляли основные виды уравнений.

Задача №2 . Решить уравнение: а) ; б) ; в) ; г) .

Для нахождения корней таких уравнений пользуемся формулами общих решений.

Для вычисления значений аркфункции пользуемся нечетностью арктангенса и таблицей значений тригонометрических функций, что мы подробно рассматривали на предыдущем уроке. Далее не будем отдельно останавливаться на этих действиях.

г) При решении уравнения хочется написать по общей формуле, что , но этого делать нельзя. Здесь принципиально важна проверка области значений косинуса, которая проверяется вначале решения уравнения.

Поскольку , что не лежит в области значений функции, следовательно, уравнение не имеет решений.

Важно не перепутать значение с табличным значением косинуса , будьте внимательны!

Замечание . Достаточно часто в задачах на решение тригонометрических уравнений и систем требуется указать не общее решение, демонстрирующее бесконечное семейство корней, а выбрать только несколько из них, которые лежат в определенном диапазоне значений. Давайте проделаем эти действия на примере ответа к пункту «в».

Дополнительная задача к пункту «в» . Указать количество корней уравнения , которые принадлежат промежутку и перечислить их.

Общее решение нам уже известно:

Для того чтобы указать корни, принадлежащие указанному промежутку, их необходимо по очереди выписать, подставляя конкретные значения параметра. Подставлять будем целые числа, начиная с , т.к. корни нас интересуют из диапазона, который близок к нулю.

При подстановке мы получим еще большее значение корня, поэтому нет смысла этого делать. Теперь подставим отрицательные значения:

Подставлять по тем же соображениям не имеет смысла. Следовательно, мы нашли единственный корень уравнения, который принадлежит указанному диапазону.

Ответ. ; указанному диапазону принадлежит одно значение корня уравнения.

Аналогичная постановка вопроса о поиске определенных значений корней уравнений может встречаться и в заданиях других типов, далее мы не будем тратить на это время. Поиск необходимых корней всегда будет выполняться аналогично. Иногда для этого изображают тригонометрическую окружность. Попробуйте сами нанести на окружность корни уравнений из пунктов «а» и «б», которые попадают в диапазон .

Задача №3 . Решить уравнение .

Воспользуемся методом нахождения корней с использованием тригонометрической окружности, как это было показано на лекции.

Наносим на окружность точки, соответствующие углам, при которых . Такой угол один.

Первое значение угла, соответствующего указанной точке - точка находится на луче, который является началом отсчета. Далее, чтобы попасть еще раз в эту же точку, но уже при другом значении угла, необходимо к первому найденному корню прибавить и получим следующий корень . Для получения следующего корня необходимо проделать ту же операцию и т.д.

Таким образом, можем указать общее решение, которое будет демонстрировать, что для получения всех корней уравнения к первому значению необходимо любое целое количество раз добавлять :

Напомним, что аналогичным способом решаются уравнения вида:

Задача №4 . Решить уравнение .

Наличие сложного аргумента не меняет того, что уравнение, по сути, является простейшим, и подход к решению сохраняется. Просто теперь в роли аргумента выступает . Его и пишем в формуле общего решения:

Задача №5 . Решить уравнение .

Самое главное, это не допустить типичную ошибку и не сократить обе стороны уравнения на , т.к. при этом мы потеряем корни уравнения, соответствующие . Грамотный подход к решению предполагает перенос всех выражений в одну сторону и вынесение общего множителя.

На этом этапе необходимо вспомнить, что если произведение равно нулю, то это возможно в том случае, если либо один из множителей равен нулю, либо другой. Таким образом, наше уравнение превращается в совокупность уравнений:

Первое уравнение решаем, как частный случай простейшего уравнения. Проделайте это самостоятельно, мы выпишем готовый результат. Во втором уравнении выполним действия, чтобы привести его к простейшему виду со сложным аргументом и решим по общей формуле корней.

Обратите внимание на такой нюанс - при записи общей формулы корней второго уравнения мы используем другой параметр «». Это связано с тем, что мы решаем совокупность независимых уравнений и в них не должно быть общих параметров. В результате получаем два независимых семейства решений.

Ответ. ; .

Задача №6 . Решить уравнение .

Для упрощения воспользуемся формулой преобразования произведения тригонометрических функций в сумму

Воспользуемся четностью косинуса и взаимоуничтожим одинаковое слагаемое в двух частях уравнения.

Перенесем все в одну сторону и воспользуемся формулой разности косинусов, чтобы получить произведение функций, которое будет равно нулю. Применим для этого формулу .

Cократим обе стороны уравнения на :

Мы свели уравнение к форме произведения, которая у нас получилась в предыдущем примере. Предлагаем вам самим дорешать его до конца. Укажем окончательный ответ.

В принципе, это уже окончательный ответ. Однако его можно записать компактнее в виде одного семейства решений, а не двух. В первом решении указаны все четверти частей , а во втором все половины частей , но половины входят в четверти, поскольку половина - это две четверти. Таким образом, второе семейство корней входит в первое, и итоговый ответ можно описать первым семейством решений.

Чтобы лучше разобраться в этих рассуждениях, попробуйте нанести полученные корни на тригонометрическую окружность.

Ответ. или .

Мы рассмотрели одно уравнение с использованием преобразований тригонометрических функций, однако их огромное множество, как и типов преобразований. Уравнение на использование универсальной тригонометрической подстановки, пример которой мы не приводили на позапрошлом уроке, мы рассмотрим после того, как разберем метод замены.

Задача №7 . Решить уравнение .

В данном случае необходимо сначала попробовать свести уравнение к использованию одной тригонометрической функции. Т.к. легко выражается через с использованием тригонометрической единицы, мы легко сведем уравнение к синусам.

Подставим выражение в наше уравнение:

Поскольку все сведено к одной функции можем выполнить замену: .

Получили квадратное уравнение, которое легко решить любыми удобными для вас способами, например, с использованием теоремы Виета легко получить, что:

Первое уравнение не имеет решений, т.к. значение синуса выходит за допустимую область .

Второе уравнение предлагаем вам решить самостоятельно, т.к. это уже рассмотренный нами тип частных случаев простейших уравнений. Выпишем его корни:

Ответ..

Задача №8 . Решить уравнение .

В указанном уравнении сразу не видны способы решения, которые мы уже рассмотрели. В таких случаях надо попробовать применить формулы универсальной тригонометрической подстановки, которые помогут привести уравнение к одной функции.

Воспользуемся формулами: и , которые приведут все уравнение к .

Сейчас видно, что можно выполнить замену .

Сложим дроби и умножим обе части уравнения на знаменатель, т.к. он , не равен нулю.

Мы привели уравнение к уже рассмотренной ранее форме, т.е. к произведению множителей, которое равно нулю.

Выполним обратную подстановку:

Оба полученных семейства решений можно легко объединить в одно:

Ответ..

Задача №9 . Решите уравнение . В ответ укажите только корни, кратные .

Указанное уравнение усложняется после приведения к синусам или косинусам, как это хочется сделать с помощью формулы тригонометрической единицы. Поэтому используется другой способ.

Указанное уравнение мы назвали однородным, так называют уравнения, в которых после перестановки местами неизвестных функций или переменных ничего не изменится. Переставьте местами синус с косинусом, и вы убедитесь, что это наш случай.

Решают однородные уравнения делением обеих частей на старшую степень функции. В нашем случае это или или . Выбираем ту, которая нам больше нравится, и делим на нее обе стороны уравнения. Возьмем, например, для этого . При этом обязательно необходимо проверить, не потеряем ли мы при таком делении корни, соответствующие , т.е. . Для этого сначала подставим в исходное уравнение.

Поскольку мы получили не тождество, то не будут соответствовать корни нашего уравнения.

Теперь можем смело делить на :

Мы свели уравнение к замене, а такой метод решения уже был рассмотрен. Как говорится «выливаем воду из чайника» и сводим задачу к уже известной. Дорешайте далее сами. Мы укажем окончательный ответ:

Поскольку в условии задачи от нас требуют указать только корни кратные , то в ответ запишем только первое семейство решений.

Задача №10 . Решить уравнение .

Указанное уравнение удивляет тем, что в нем две неизвестные, а как мы знаем, решить в общем случае такое уравнение нельзя. Другая проблема заключается в том, что это уравнение принципиально отличается от всех рассмотренных ранее, т.к. неизвестная в нем находится не только в аргументе тригонометрической функции.

Чтобы его решить, обратим внимание на свойства функций, которые приравниваются слева и справа. Конкретно нас интересует, какими значениями ограничены эти функции.

Для косинуса нам известна область значений:

Для квадратичной функции:

Из этого можно сделать вывод, что эти выражения могут иметь только одно общее значение, когда каждое из них равно 1. Получаем систему уравнений:

Оба уравнения получаются независимыми и содержат по одной переменной, поэтому легко решаются уже известными нам методами.

Конечно же указанный способ неочевиден, а задача относится к заданиям повышенной сложности. Данный метод иногда называют «мини-макс», т.к. используется равенство минимального и максимального значения функций.

Теперь рассмотрим отдельно методы решения систем тригонометрических уравнений. Методы их решений стандартны, просто мы еще будем пользоваться формулами преобразований тригонометрических функций. Разберем самые часто встречающиеся типы таких систем.

Задача №11 . Решить систему уравнений .

Решаем методом подстановки, выражаем из более простого линейного уравнения, например, и подставляем его во второе уравнение:

Во втором уравнении пользуемся тем, что является периодом синуса, т.е. его можно убрать, и синус нечетная функция, т.е. из нее выносится минус.

По формуле сложения гармонических колебаний приводим к одной тригонометрической функции второе уравнение. Попробуйте выполнить эти преобразования самостоятельно.

Подставим полученное решение в выражение для :

В данном случае мы используем один и тот же параметр для обоих семейств решений, т.к. они зависимы друг от друга.

Системы из простейших тригонометрических уравнений.

Задача №12 . Решить систему уравнений .

Оба уравнения в системе являются частными случаями простейших уравнений, мы умеем их решать, и система быстро сводится к линейной.

Параметры в обоих уравнениях различны, т.к. мы решили уравнения независимо друг от друга и переменные еще не выражались одна через другую.

Теперь решаем линейную систему методом подстановки или сложения, как вам больше нравится, проделайте эти действия самостоятельно. Укажем конечный результат.

Обратите внимание на запись решения системы, когда переменные зависят одновременно от двух параметров. Для того чтобы выписать численные значения корней в таком случае подставляются по очереди все целые значения параметров , которые не зависят друг от друга.

В этой практической части урока мы с вами рассмотрели несколько типовых примеров, в которых продемонстрировали методы решения тригонометрических уравнений и их систем.