Решить уравнение: sinx+cosx=1

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения sinx+cosx=1sine x plus cosine x equals 1 можно воспользоваться методом введения вспомогательного угла или возведением в квадрат (с последующей проверкой корней). Рассмотрим наиболее универсальный метод — введение вспомогательного угла. Способ 1: Метод вспомогательного угла

  1. Разделим обе части уравнения на 2the square root of 2 end-root :
    12sinx+12cosx=12the fraction with numerator 1 and denominator the square root of 2 end-root end-fraction sine x plus the fraction with numerator 1 and denominator the square root of 2 end-root end-fraction cosine x equals the fraction with numerator 1 and denominator the square root of 2 end-root end-fraction Заменим коэффициенты значениями тригонометрических функций. Известно, что cosπ4=12cosine the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction equals the fraction with numerator 1 and denominator the square root of 2 end-root end-fraction и sinπ4=12sine the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction equals the fraction with numerator 1 and denominator the square root of 2 end-root end-fraction . Уравнение принимает вид:
    sinxcosπ4+cosxsinπ4=22sine x center dot cosine the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction plus cosine x center dot sine the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction equals the fraction with numerator the square root of 2 end-root and denominator 2 end-fraction Применим формулу синуса суммы sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβsine open paren alpha plus beta close paren equals sine alpha cosine beta plus cosine alpha sine beta:
    sin(x+π4)=22sine open paren x plus the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction close paren equals the fraction with numerator the square root of 2 end-root and denominator 2 end-fraction Решим полученное простейшее уравнение:
    x+π4=(-1)karcsin(22)+πk,kZx plus the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction equals open paren negative 1 close paren to the k-th power arc sine open paren the fraction with numerator the square root of 2 end-root and denominator 2 end-fraction close paren plus pi k comma space k is an element of the integers x+π4=(-1)kπ4+πkx plus the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction equals open paren negative 1 close paren to the k-th power the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction plus pi k Распишем решение для четных и нечетных kk для наглядности:
    • Если k=2nk equals 2 n:
      x+π4=π4+2πnx1=2πnx plus the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction equals the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction plus 2 pi n ⟹ x sub 1 equals 2 pi n Если k=2n+1k equals 2 n plus 1:
      x+π4=π4+π(2n+1)x+π4=3π4+2πnx2=π2+2πnx plus the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction equals negative the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction plus pi open paren 2 n plus 1 close paren ⟹ x plus the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction equals the fraction with numerator 3 pi and denominator 4 end-fraction plus 2 pi n ⟹ x sub 2 equals the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction plus 2 pi n

Способ 2: Возведение в квадрат

  1. Возведем обе части в квадрат:
    (sinx+cosx)2=12open paren sine x plus cosine x close paren squared equals 1 squared sin2x+2sinxcosx+cos2x=1sine squared x plus 2 sine x cosine x plus cosine squared x equals 1 Используем основное тригонометрическое тождество ( sin2x+cos2x=1sine squared x plus cosine squared x equals 1):
    1+2sinxcosx=11 plus 2 sine x cosine x equals 1 2sinxcosx=02 sine x cosine x equals 0 Применим формулу двойного угла:
    sin2x=0sine 2 x equals 0 2x=πnx=πn2,nZ2 x equals pi n ⟹ x equals the fraction with numerator pi n and denominator 2 end-fraction comma space n is an element of the integers Проверка корней:
    Так как возведение в квадрат может привести к появлению посторонних корней, проверим значения на одном периоде [0;2π)open bracket 0 ; 2 pi close paren:
    • при n=0x=0sin0+cos0=0+1=1n equals 0 colon x equals 0 ⟹ sine 0 plus cosine 0 equals 0 plus 1 equals 1 (верно) при n=1x=π2sinπ2+cosπ2=1+0=1n equals 1 colon x equals the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction ⟹ sine the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction plus cosine the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction equals 1 plus 0 equals 1 (верно) при n=2x=πsinπ+cosπ=01=-1n equals 2 colon x equals pi ⟹ sine pi plus cosine pi equals 0 minus 1 equals negative 1 (ложно) при n=3x=3π2sin3π2+cos3π2=-1+0=-1n equals 3 colon x equals the fraction with numerator 3 pi and denominator 2 end-fraction ⟹ sine the fraction with numerator 3 pi and denominator 2 end-fraction plus cosine the fraction with numerator 3 pi and denominator 2 end-fraction equals negative 1 plus 0 equals negative 1 (ложно)

Ответ: x=2πkx equals 2 pi k x=π2+2πk,kZx equals the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction plus 2 pi k comma space k is an element of the integers Могу ли я помочь с решением других тригонометрических уравнений или систем?

Форма ответа

Ваш аватар