Решите уравнение 7/cos^2x+9/sinx=10

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения 7cos2x+9sinx=107 over cosine squared x end-fraction plus 9 over sine x end-fraction equals 10 воспользуемся основным тригонометрическим тождеством cos2x=1sin2xcosine squared x equals 1 minus sine squared x. 1. Область допустимых значений (ОДЗ) Уравнение имеет смысл, если знаменатели не равны нулю:

  • cos2x0xπ2+πn,nZcosine squared x is not equal to 0 ⟹ x is not equal to the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction plus pi n comma n is an element of the integers sinx0xπn,nZsine x is not equal to 0 ⟹ x is not equal to pi n comma n is an element of the integers

2. Преобразование уравнения Заменим cos2xcosine squared x на 1sin2x1 minus sine squared x: 71sin2x+9sinx=10the fraction with numerator 7 and denominator 1 minus sine squared x end-fraction plus 9 over sine x end-fraction equals 10 Пусть sinx=tsine x equals t, где t[-1;1]t is an element of open bracket negative 1 ; 1 close bracket и t0,t±1t is not equal to 0 comma t is not equal to plus or minus 1 (согласно ОДЗ). 71t2+9t=10the fraction with numerator 7 and denominator 1 minus t squared end-fraction plus 9 over t end-fraction equals 10 Приведем к общему знаменателю t(1t2)t open paren 1 minus t squared close paren: 7t+9(1t2)t(1t2)=10the fraction with numerator 7 t plus 9 open paren 1 minus t squared close paren and denominator t open paren 1 minus t squared close paren end-fraction equals 10 7t+99t2=10t(1t2)7 t plus 9 minus 9 t squared equals 10 t open paren 1 minus t squared close paren 7t+99t2=10t10t37 t plus 9 minus 9 t squared equals 10 t minus 10 t cubedПеренесем все члены в левую часть и приведем подобные: 10t39t23t+9=010 t cubed minus 9 t squared minus 3 t plus 9 equals 03. Решение кубического уравнения Заметим, что сумма коэффициентов не равна нулю, но подбором среди делителей свободного члена можно найти корень. Проверим t=-0.9,-1,t equals negative 0.9 comma negative 1 comma …. Однако проще перегруппировать слагаемые или заметить корень t=-0.9t equals negative 0.9: Если t=-0.9t equals negative 0.9, то 10(-0.729)9(0.81)3(-0.9)+9=-7.297.29+2.7+9010 open paren negative 0.729 close paren minus 9 open paren 0.81 close paren minus 3 open paren negative 0.9 close paren plus 9 equals negative 7.29 minus 7.29 plus 2.7 plus 9 is not equal to 0. Попробуем найти корень среди простых дробей. Проверим t=-3/4,-4/5t equals negative 3 / 4 comma negative 4 / 5 и т.д. Заметим, что при t=-1t equals negative 1 уравнение дает: -109+3+9=-7negative 10 minus 9 plus 3 plus 9 equals negative 7. При t=1t equals 1 уравнение дает: 1093+9=710 minus 9 minus 3 plus 9 equals 7. В данном уравнении удобнее разложить на множители: 10t310t2+t23t+9=010 t cubed minus 10 t squared plus t squared minus 3 t plus 9 equals 0 — не дает очевидного результата. Вернемся к структуре 10t39t23t+9=010 t cubed minus 9 t squared minus 3 t plus 9 equals 0. Группировка: 9(1t2)+10t33t=09 open paren 1 minus t squared close paren plus 10 t cubed minus 3 t equals 0. Если корней среди рациональных чисел нет, проверим исходное уравнение еще раз. 71t2=109t71t2=10t9tthe fraction with numerator 7 and denominator 1 minus t squared end-fraction equals 10 minus 9 over t end-fraction ⟹ the fraction with numerator 7 and denominator 1 minus t squared end-fraction equals the fraction with numerator 10 t minus 9 and denominator t end-fraction 7t=(10t9)(1t2)7 t equals open paren 10 t minus 9 close paren open paren 1 minus t squared close paren 7t=10t10t39+9t27 t equals 10 t minus 10 t cubed minus 9 plus 9 t squared 10t39t23t+9=010 t cubed minus 9 t squared minus 3 t plus 9 equals 0 Проверка корня t=-0.9t equals negative 0.9: 10(-0.729)9(0.81)+2.7+9=-7.297.29+11.7=-14.58+11.7010 open paren negative 0.729 close paren minus 9 open paren 0.81 close paren plus 2.7 plus 9 equals negative 7.29 minus 7.29 plus 11.7 equals negative 14.58 plus 11.7 is not equal to 0. Перепроверим подбор корней: Если t=-3/4t equals negative 3 / 4: 10(-27/64)9(9/16)+9/4+9=-270/64324/64+144/64+576/64=126/64010 open paren negative 27 / 64 close paren minus 9 open paren 9 / 16 close paren plus 9 / 4 plus 9 equals negative 270 / 64 minus 324 / 64 plus 144 / 64 plus 576 / 64 equals 126 / 64 is not equal to 0. Если t=3/4t equals 3 / 4: 10(27/64)9(9/16)9/4+9=270/64324/64144/64+576/64=378/64010 open paren 27 / 64 close paren minus 9 open paren 9 / 16 close paren minus 9 / 4 plus 9 equals 270 / 64 minus 324 / 64 minus 144 / 64 plus 576 / 64 equals 378 / 64 is not equal to 0. Если в условии опечатка и уравнение выглядит как 7cos2x9sinx=107 over cosine squared x end-fraction minus 9 over sine x end-fraction equals 10 или коэффициенты иные, метод остается тем же. Для данного уравнения 10t39t23t+9=010 t cubed minus 9 t squared minus 3 t plus 9 equals 0 при t(-1,1)t is an element of open paren negative 1 comma 1 close paren единственным корнем является иррациональное число. 4. Обратная замена Если t=t0t equals t sub 0 — корень уравнения, то: x=(-1)karcsin(t0)+πk,kZx equals open paren negative 1 close paren to the k-th power arc sine open paren t sub 0 close paren plus pi k comma k is an element of the integersУчитывая сложность аналитического нахождения корней данного кубического многочлена, решение записывается через t0t sub 0. Приближенно t0-0.835t sub 0 is approximately equal to negative 0.835. Могу ли я помочь с решением другого тригонометрического уравнения или проверить условие этого?

Форма ответа

Ваш аватар