Найти корни уравнения 4cox^2x-4cosx+1=0 принадлежащие интервалу [0:pi/2]

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Корнем уравнения 4cos2(x)4cos(x)+1=04 cosine squared x minus 4 cosine x plus 1 equals 0 на интервале [0,π/2]open bracket 0 comma pi / 2 close bracket является x=π3x equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction . Шаг 1: Введение замены переменной Пусть t=cos(x)t equals cosine x. Так как значения косинуса ограничены, переменная tt должна удовлетворять условию |t|1the absolute value of t end-absolute-value is less than or equal to 1. Подставим замену в исходное уравнение: 4t24t+1=04 t squared minus 4 t plus 1 equals 0Шаг 2: Решение полученного уравнения Заметим, что выражение в левой части является полным квадратом разности вида (ab)2=a22ab+b2open paren a minus b close paren squared equals a squared minus 2 a b plus b squared, где a=2ta equals 2 t, а b=1b equals 1: (2t1)2=0open paren 2 t minus 1 close paren squared equals 0Извлекая корень из обеих частей, получаем линейное уравнение: 2t1=02 t minus 1 equals 0 t=12t equals one-half Шаг 3: Обратная замена и отбор корней Возвращаемся к переменной xx, подставляя найденное значение tt: cos(x)=12cosine x equals one-half Решением этого простейшего тригонометрического уравнения является серия: x=±π3+2πk,kZx equals plus or minus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction plus 2 pi k comma k is an element of the integers Рассмотрим корни, попадающие в заданный интервал [0,π2]open bracket 0 comma the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction close bracket :

  1. При k=0k equals 0 получаем x1=π3x sub 1 equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction и x2=π3x sub 2 equals negative the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction . Значение x1=π3x sub 1 equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction принадлежит интервалу, так как 0π3π20 is less than or equal to the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction is less than or equal to the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction . Значение x2x sub 2 не подходит. При k0k is not equal to 0 значения xx будут выходить за пределы интервала [0,π2]open bracket 0 comma the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction close bracket , так как период 2π2 pi значительно больше длины интервала.

Ответ: x = \frac{\pi}{3} Провести ли проверку полученного корня путем подстановки в исходное уравнение или графический анализ функции?

Форма ответа

Ваш аватар