C1. 36^ sin2x = 6^2sinx [-7п/2 : -5п/2]

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Решение показательного уравнения Для решения уравнения 36sin2x=62sinx36 raised to the sine 2 x power equals 6 raised to the 2 sine x power приведем обе части к одному основанию 66:

  1. Заметим, что 36=6236 equals 6 squared. Тогда уравнение принимает вид:
    (62)sin2x=62sinxopen paren 6 squared close paren raised to the sine 2 x power equals 6 raised to the 2 sine x power 62sin2x=62sinx6 raised to the 2 sine 2 x power equals 6 raised to the 2 sine x power Так как основания равны, приравниваем показатели:
    2sin2x=2sinx2 sine 2 x equals 2 sine x sin2x=sinxsine 2 x equals sine x Используем формулу двойного аргумента sin2x=2sinxcosxsine 2 x equals 2 sine x cosine x:
    2sinxcosxsinx=02 sine x cosine x minus sine x equals 0 sinx(2cosx1)=0sine x open paren 2 cosine x minus 1 close paren equals 0 Получаем два случая:
    • Случай 1: sinx=0sine x equals 0
      x=πk,kZx equals pi k comma space k is an element of the integers Случай 2: 2cosx1=0cosx=122 cosine x minus 1 equals 0 ⟹ cosine x equals one-half
      x=±π3+2πn,nZx equals plus or minus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction plus 2 pi n comma space n is an element of the integers

Отбор корней на отрезке [-7π/2;-5π/2]open bracket negative 7 pi / 2 ; negative 5 pi / 2 close bracket Переведем границы отрезка в десятичный вид для удобства: [-3.5π;-2.5π]open bracket negative 3.5 pi ; negative 2.5 pi close bracket.

  1. Для серии x=πkx equals pi k:
    • При k=-3k equals negative 3: x=-3πx equals negative 3 pi. Число -3πnegative 3 pi входит в отрезок, так как -3.5<-3<-2.5negative 3.5 is less than negative 3 is less than negative 2.5. При k=-4k equals negative 4: x=-4πx equals negative 4 pi (вне отрезка). При k=-2k equals negative 2: x=-2πx equals negative 2 pi (вне отрезка).
  2. Для серии x=π3+2πnx equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction plus 2 pi n :
    • При n=-1n equals negative 1: x=π32π=5π3-1.66πx equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction minus 2 pi equals negative the fraction with numerator 5 pi and denominator 3 end-fraction is approximately equal to negative 1.66 pi (вне отрезка). При n=-2n equals negative 2: x=π34π=11π3-3.66πx equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction minus 4 pi equals negative the fraction with numerator 11 pi and denominator 3 end-fraction is approximately equal to negative 3.66 pi (вне отрезка).
  3. Для серии x=π3+2πnx equals negative the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction plus 2 pi n :
    • При n=-1n equals negative 1: x=π32π=7π3-2.33πx equals negative the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction minus 2 pi equals negative the fraction with numerator 7 pi and denominator 3 end-fraction is approximately equal to negative 2.33 pi (вне отрезка). При n=-2n equals negative 2: x=π34π=13π3x equals negative the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction minus 4 pi equals negative the fraction with numerator 13 pi and denominator 3 end-fraction (вне отрезка). Проверим положение на окружности: Точка π3negative the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction в отрицательном направлении от -2πnegative 2 pi — это -2ππ3=-7π/3negative 2 pi minus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction equals negative 7 pi / 3 и -4π+π3=-11π/3negative 4 pi plus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction equals negative 11 pi / 3 . Ни одна из них не попадает в диапазон [-3.5π;-2.5π]open bracket negative 3.5 pi ; negative 2.5 pi close bracket. Однако точка x=π3+2πnx equals negative the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction plus 2 pi n при n=-1.5n equals negative 1.5 невозможна. Проверим значение -2π2π3negative 2 pi minus the fraction with numerator 2 pi and denominator 3 end-fraction ? Нет. Единственная подходящая точка из серии cosx=1/2cosine x equals 1 / 2 на этом круге — это x=-2π4π3x equals negative 2 pi minus the fraction with numerator 4 pi and denominator 3 end-fraction или -3πnegative 3 pi minus … Точнее: в интервале от -3.5πnegative 3.5 pi до -2.5πnegative 2.5 pi косинус положителен только в четвертой четверти (от -3πnegative 3 pi до -2.5πnegative 2.5 pi). Там находится корень -3π+π3=8π3=-2.66πnegative 3 pi plus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction equals negative the fraction with numerator 8 pi and denominator 3 end-fraction equals negative 2.66 pi . Этот корень принадлежит серии x=π3+2πnx equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction plus 2 pi n при n=-1.5n equals negative 1.5 (что невозможно) или x=π32πx equals negative the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction minus 2 pi ? Нет. Перепроверим: точка π3negative the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction соответствует -2ππ3=-7π/3negative 2 pi minus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction equals negative 7 pi / 3 (это -2.33πnegative 2.33 pi, правее отрезка). Следующий виток: -7π/32π=-13π/3negative 7 pi / 3 minus 2 pi equals negative 13 pi / 3 (левее). Точка π3the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction соответствует -2π+π3=-5π/3negative 2 pi plus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction equals negative 5 pi / 3 (правее). Следующий виток: -5π/32π=-11π/3negative 5 pi / 3 minus 2 pi equals negative 11 pi / 3 (левее).

Вывод по отбору: В указанном промежутке [-3.5π;-2.5π]open bracket negative 3.5 pi ; negative 2.5 pi close bracket находится только один корень из всех серий. Ответ:

  • а) корни: πk;±π3+2πn,k,nZpi k ; plus or minus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction plus 2 pi n comma space k comma n is an element of the integers б) на отрезке: -3πnegative 3 pi

Хотите, чтобы я разобрал решение аналогичного уравнения с другими тригонометрическими функциями?

Форма ответа

Ваш аватар