Задание 24 из 67Тригонометрические уравнения
Линия №14 · Повышенный уровень

а) Решите уравнение б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку

Источник: Открытый банк заданий ФИПИ · FIPI ID: 2D54B0

Объяснение

Как решать это задание

Ключевая идея и подход к задаче

Решение задания ФИПИ 2D54B0 оформлено в формате второй части ЕГЭ: сначала получаем все корни, затем отдельно и без десятичных приближений отбираем корни на заданном отрезке.

Ключевая идея: Привести выражение к произведению простых тригонометрических множителей, выписать общие серии корней и только после этого выполнить отбор на отрезке..
Пошаговый разбор

Понятное решение

Подробные вычисления, пояснения и ответ
Пример решения №1

Решение

а) Воспользуемся формулой косинуса двойного угла:

              2
cos2x= 1− 2sin x.

Также воспользуемся нечетностью синуса:

sin(− x)= − sinx

Тогда наше уравнение примет вид:

  cos2x− 3sin(−x)− 2= 0

1− 2sin2x − 3(− sinx) − 2 = 0
       2
  − 2sin x+ 3sinx− 1= 0
  (sinx− 1)(2sinx − 1) =0
   ⌊
   ⌈sinx =1
     sinx = 1
   ⌊    π  2
   | x= 2-+ 2πk, k ∈ ℤ
   || x= π-+ 2πk, k ∈ ℤ
   |⌈    6
     x= 5π +2πk, k ∈ ℤ
         6

б) Способ 1

Отберем корни на тригонометрической окружности. Для этого отметим на ней дугу, соответствующую отрезку [     ]
 3π; 9π ,
    2  концы этой дуги и лежащие на ней точки серий решений из пункта а).

92π5π
3π26-

Следовательно, на отрезке [     ]
 3π; 9π
     2 лежат точки 25π, 9π.
 6   2

Способ 2

Определим, какие корни в каждой из серий решений принадлежат отрезку [  9π ]
3π; 2  .

  • Пусть x = π+ 2πk, k ∈ℤ.
    2  Тогда

          π        9π
 3π ≤ 2-+2πk ≤ 2-

    6≤ 1+ 4k ≤ 9
5≤ 4k ≤ 8 ⇒k∈ℤ k = 2

    Значит, x = 9π.
    2

  • Пусть x = π+ 2πk, k ∈ℤ.
    6  Тогда

       3π ≤ π-+2πk ≤ 9π
        6        2
    18≤ 1 +12k ≤27
17 ≤ 12k ≤ 26   ⇒   k = 2
             k∈ℤ

    Значит,     25π
x = -6-.

  • Пусть     5π
x = 6 + 2πk, k ∈ ℤ.  Тогда

        5π        9π
3π ≤ 6 + 2πk ≤ 2
 18≤ 5 +12k ≤27

   13≤ 12k ≤ 22

    Такого целого k  не существует.

Значит, на отрезке [     ]
    9π
 3π;2 лежат корни

x = 25π; x = 9π
     6      2
Ответ:

а) π-      π-      5π-
2 + 2πk; 6 + 2πk; 6 + 2πk,  k ∈ℤ

б) 25π; 9π
 6   2

Теория

Что нужно знать

Правила и свойства для этого типа задач
  • Формулы приведения и основные тригонометрические тождества
  • Решение простейших тригонометрических уравнений
  • Отбор корней на отрезке без округления границ
Открыть теорию по математике →
Самопроверка

Типичные ошибки

На что обратить внимание перед ответом
  • Потерять корни при делении на sin x или cos x вместо разложения на множители.
  • Не учесть область допустимых значений логарифма, корня или знаменателя.
  • Сразу подбирать корни на отрезке, не записав полное решение пункта а).
Алгоритм

Как проверить себя

Короткий контрольный список перед ответом
  1. 1Преобразования равносильны и все ограничения записаны?
  2. 2В пункте а) перечислены все серии корней с k ∈ Z?
  3. 3Каждая серия проверена по обеим границам отрезка из пункта б)?
Тренировка

Похожие задания

Ещё задачи линии №14
Навигация

Продолжить подготовку

Банк задач, конструктор и пробный ЕГЭ