2^sin^2x+2^cos^2x=3 решение уравнение

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения 2sin2x+2cos2x=32 raised to the exponent sine squared x end-exponent plus 2 raised to the exponent cosine squared x end-exponent equals 3 воспользуемся основным тригонометрическим тождеством: sin2x+cos2x=1cos2x=1sin2xsine squared x plus cosine squared x equals 1 ⟹ cosine squared x equals 1 minus sine squared xШаг 1: Преобразование уравнения Подставим выражение для cos2xcosine squared x в исходное уравнение: 2sin2x+21sin2x=32 raised to the exponent sine squared x end-exponent plus 2 raised to the exponent 1 minus sine squared x end-exponent equals 3Используя свойства степеней ( amn=amana raised to the m minus n power equals the fraction with numerator a to the m-th power and denominator a to the n-th power end-fraction ), перепишем второе слагаемое: 2sin2x+212sin2x=32 raised to the exponent sine squared x end-exponent plus the fraction with numerator 2 to the first power and denominator 2 raised to the exponent sine squared x end-exponent end-fraction equals 3 Шаг 2: Введение новой переменной Пусть t=2sin2xt equals 2 raised to the exponent sine squared x end-exponent. Заметим, что так как 0sin2x10 is less than or equal to sine squared x is less than or equal to 1, то область значений переменной tt ограничена: 20t212 to the 0 power is less than or equal to t is less than or equal to 2 to the first power, то есть t[1,2]t is an element of open bracket 1 comma 2 close bracket. Уравнение принимает вид: t+2t=3t plus 2 over t end-fraction equals 3 Шаг 3: Решение квадратного уравнения Умножим обе части уравнения на tt (при условии t0t is not equal to 0): t23t+2=0t squared minus 3 t plus 2 equals 0Найдем корни через дискриминант или по теореме Виета:

  1. t1=1t sub 1 equals 1 t2=2t sub 2 equals 2

Оба корня входят в допустимый промежуток [1,2]open bracket 1 comma 2 close bracket. Шаг 4: Обратная подстановка Случай 1: t=1t equals 1 2sin2x=12 raised to the exponent sine squared x end-exponent equals 1 2sin2x=202 raised to the exponent sine squared x end-exponent equals 2 to the 0 power sin2x=0sinx=0sine squared x equals 0 ⟹ sine x equals 0 x=πk,kZx equals pi k comma space k is an element of the integers Случай 2: t=2t equals 2 2sin2x=22 raised to the exponent sine squared x end-exponent equals 2 2sin2x=212 raised to the exponent sine squared x end-exponent equals 2 to the first power sin2x=1sine squared x equals 1Это выполняется, когда cos2x=0cosine squared x equals 0, то есть cosx=0cosine x equals 0: x=π2+πn,nZx equals the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction plus pi n comma space n is an element of the integers Шаг 5: Объединение решений Полученные серии решений можно объединить в одну общую формулу. Точки 0,π2,π,3π20 comma the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction comma pi comma the fraction with numerator 3 pi and denominator 2 end-fraction … повторяются с шагом в 9090 raised to the composed with power или π2the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction радиан. Ответ: x=πk2,kZx equals the fraction with numerator pi k and denominator 2 end-fraction comma space k is an element of the integers Хотите, чтобы я разобрал решение аналогичного уравнения с другими основаниями или тригонометрическими функциями?

Форма ответа

Ваш аватар