а) Используем формулы
sin(x+π)=−sinx
и
cos2x=1−2sin2x.
Тогда исходное уравнение принимает вид:
1−cos2x+2sinx=2+2sinx.
Подставим формулу двойного угла:
1−(1−2sin2x)+2sinx=2+2sinx.
Раскроем скобки и перенесём всё в левую часть:
2sin2x+2sinx−2−2sinx=0.
Сгруппируем слагаемые:
(2sin2x+2sinx)−(2+2sinx)=0.
Вынесем общие множители:
2sinx(2sinx+1)−2(2sinx+1)=0.
Получаем:
(2sinx−2)(2sinx+1)=0.
Следовательно,
2sinx−2=0
или
2sinx+1=0.
Отсюда
sinx=1
или
sinx=−22.
Для первого уравнения:
x=2π+2πm,m∈Z.
Для второго уравнения:
x=−4π+2πk,k∈Z,
или
x=−43π+2πn,n∈Z.
Таким образом,
x=−43π+2πn,n∈Z,x=−4π+2πk,k∈Z,x=2π+2πm,m∈Z.
б) Отберём корни, принадлежащие промежутку
[−3π;−23π].
Из серии
x=−43π+2πn
подходит значение
n=−1,
поэтому
x=−43π−2π=−411π.
Из серии
x=−4π+2πk
подходит значение
k=−1,
поэтому
x=−4π−2π=−49π.
Из серии
x=2π+2πm
подходит значение
m=−1,
поэтому
x=2π−2π=−23π.
Ответ:
а)
x=−43π+2πn,n∈Z;x=−4π+2πk,k∈Z;x=2π+2πm,m∈Z.
б)
−411π;−49π;−23π.
а) Используем формулы
sin(−x)=−sinx
и
cos2x=1−sin2x.
Тогда исходное уравнение принимает вид:
2sinx−22sinx−4(1−sin2x)=2−4.
Раскроем скобки и перенесём всё в левую часть:
2sinx−22sinx−4+4sin2x−2+4=0,4sin2x+2sinx−22sinx−2=0.
Сгруппируем слагаемые:
(4sin2x+2sinx)−(22sinx+2)=0,2sinx(2sinx+1)−2(2sinx+1)=0.
Вынесем общий множитель:
(2sinx−2)(2sinx+1)=0.
Следовательно,
2sinx−2=0
или
2sinx+1=0.
Получаем:
sinx=22
или
sinx=−21.
Из первого уравнения:
x=4π+2πn,n∈Z,
или
x=43π+2πn,n∈Z.
Из второго уравнения:
x=−6π+2πn,n∈Z,
или
x=−65π+2πn,n∈Z.
б) Отберём корни, принадлежащие промежутку
[−2π;π].
Из серии
x=4π+2πn
подходит
x=4π.
Из серии
x=43π+2πn
подходит
x=43π.
Из серии
x=−6π+2πn
подходит
x=−6π.
Корни серии
x=−65π+2πn
данному промежутку не принадлежат.
Ответ:
а)
x=4π+2πn,n∈Z;x=43π+2πn,n∈Z;x=−6π+2πn,n∈Z;x=−65π+2πn,n∈Z.
б)
−6π;4π;43π.
а) Найдём область допустимых значений:
{sin2x>0,cosx>0.
Так как основания логарифмов одинаковы, при выполнении ОДЗ равны их аргументы:
sin2x=2cosx.
Используем формулу
sin2x=2sinxcosx.
Получаем:
2sinxcosx=2cosx,cosx(2sinx−2)=0.
Отсюда
cosx=0
или
sinx=22.
Корни уравнения
cosx=0
не входят в ОДЗ, поскольку должно выполняться условие
cosx>0.
Решим второе уравнение:
sinx=22.
Получаем:
x=4π+2πn,n∈Z,
или
x=43π+2πn,n∈Z.
Для второй серии
cos(43π+2πn)<0,
поэтому эти корни не удовлетворяют ОДЗ.
Таким образом,
x=4π+2πn,n∈Z.
б) Отберём корни, принадлежащие промежутку
[−π;2π].
Имеем:
−π≤4π+2πn≤2π.
Разделим на π:
−1≤41+2n≤21.
Вычтем 41:
−45≤2n≤41.
Разделим на 2:
−85≤n≤81.
Единственное целое значение:
n=0.
Следовательно,
x=4π.
Ответ:
а) x=4π+2πn,n∈Z.
б) 4π.
а) Преобразуем второе слагаемое:
sin(x−4π)=sinxcos4π−cosxsin4π=22sinx−22cosx.
Тогда
cos2x+(22sinx−22cosx)2=21.
Раскроем квадрат:
cos2x+21sin2x−sinxcosx+21cos2x=21.
Используем тождество
sin2x+cos2x=1.
Получаем:
cos2x+21−sinxcosx=21,cos2x−sinxcosx=0,cosx(cosx−sinx)=0.
Следовательно,
cosx=0
или
cosx−sinx=0.
Из первого уравнения:
x=2π+πn,n∈Z.
Во втором случае
sinx=cosx.
При cosx=0 это равенство не выполняется, поэтому можем разделить на cosx:
tanx=1.
Отсюда
x=4π+πk,k∈Z.
Таким образом,
x=2π+πn,n∈Z,
или
x=4π+πk,k∈Z.
б) Отберём корни на промежутке
[5π;6π].
Для первой серии:
5π≤2π+πn≤6π.
Разделим на π:
5≤21+n≤6,29≤n≤211.
Подходит только
n=5.
Получаем:
x=2π+5π=211π.
Для второй серии:
5π≤4π+πk≤6π.
Разделим на π:
5≤41+k≤6,419≤k≤423.
Подходит только
k=5.
Получаем:
x=4π+5π=421π.
Ответ:
а) x=2π+πn,n∈Z;x=4π+πk,k∈Z.
б) 421π;211π.
а) Решите уравнение
cos2x−sinx=0.
б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку
[−π;2π].
Показать решениеСкрыть решение
а) Используем формулу:
cos2x=1−2sin2x.
Тогда исходное уравнение принимает вид:
1−2sin2x−sinx=0.
Перенесём все слагаемые и разложим на множители:
2sin2x+sinx−1=0,(2sinx−1)(sinx+1)=0.
Следовательно,
sinx=21
или
sinx=−1.
В первом случае:
x=6π+2πn,n∈Z,
или
x=65π+2πn,n∈Z.
Во втором случае:
x=−2π+2πn,n∈Z.
Таким образом, получили все решения исходного уравнения.
б) Отберём корни, принадлежащие отрезку
[−π;2π].
Из серии
x=6π+2πn
подходит
x=6π.
Из серии
x=65π+2πn
подходит
x=65π.
Из серии
x=−2π+2πn
подходят
x=−2π
и
x=23π.
Ответ:
−2π;6π;65π;23π.
Вот оформленное условие в вашем синтаксисе:
а) Решите уравнение sin2x+cos2(x+4π)=21.
б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку [213π;215π].
Показать решениеСкрыть решение
а) Воспользуемся формулой косинуса суммы:
cos(x+4π)=cosx⋅cos4π−sinx⋅sin4π==cosx⋅22−sinx⋅22=22⋅(cosx−sinx)
Тогда наше уравнение примет вид:
sin2x+cos2(x+4π)=21sin2x+(22⋅(cosx−sinx))2=21sin2x+21(cos2x−2cosx⋅sinx+sin2x)=21
Поскольку по ОНТ имеем cos2x+sin2x=1, то получим:
sin2x+21(1−2sinx⋅cosx)=212sin2x+1−2sinx⋅cosx=12sin2x−2sinx⋅cosx=02sinx(sinx−cosx)=0{sinx=0sinx−cosx=0
Заметим, что второе равенство не обращается в верное при sinx=0, а значит, на sinx можно разделить:
{sinx=0ctgx=1{x=πk,k∈Zx=4π+πk,k∈Z
а) По формуле приведения и формуле косинуса разности:
sin(23π+x)=−cosxcos(x−3π)=cosx⋅cos3π+sinx⋅sin3π
Получаем:
2(cosx⋅cos3π+sinx⋅sin3π)−2cosx=0cosx+3sinx−2cosx=03sinx−cosx=0
Заметим, что если cosx=0, то sinx=0, что противоречит осн. триг. тождеству. Значит, можем обе части уравнения поделить на cosx=0. Получаем:
3tgx−1=0tgx=31x=6π+πk,k∈Z
ЕГЭ математика (профиль): задание 13 — Уравнение с отбором корней