Решите уравнение используя однородность:4sin^2x-sinxcosx-3cos^2x=0

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения 4sin2xsinxcosx3cos2x=04 sine squared x minus sine x cosine x minus 3 cosine squared x equals 0 воспользуемся методом решения однородных тригонометрических уравнений второй степени. 1. Проверка случая cosx=0cosine x equals 0 Прежде чем делить на cos2xcosine squared x, необходимо убедиться, что мы не потеряем корни. Если cosx=0cosine x equals 0, то уравнение принимает вид: 4sin2x00=0sinx=04 sine squared x minus 0 minus 0 equals 0 ⟹ sine x equals 0. Однако sinxsine x и cosxcosine x не могут одновременно равняться нулю согласно основному тригонометрическому тождеству ( sin2x+cos2x=1sine squared x plus cosine squared x equals 1). Следовательно, cosx0cosine x is not equal to 0, и мы можем безопасно разделить обе части уравнения на cos2xcosine squared x. 2. Преобразование в квадратное уравнение относительно tanxtangent x Разделим каждый член уравнения на cos2xcosine squared x: 4sin2xcos2xsinxcosxcos2x3cos2xcos2x=0the fraction with numerator 4 sine squared x and denominator cosine squared x end-fraction minus the fraction with numerator sine x cosine x and denominator cosine squared x end-fraction minus the fraction with numerator 3 cosine squared x and denominator cosine squared x end-fraction equals 0 Используя определение тангенса tanx=sinxcosxtangent x equals sine x over cosine x end-fraction , получаем: 4tan2xtanx3=04 tangent squared x minus tangent x minus 3 equals 03. Решение квадратного уравнения Пусть t=tanxt equals tangent x. Тогда уравнение выглядит так: 4t2t3=04 t squared minus t minus 3 equals 0Найдем дискриминант: D=(-1)244(-3)=1+48=49cap D equals open paren negative 1 close paren squared minus 4 center dot 4 center dot open paren negative 3 close paren equals 1 plus 48 equals 49 D=7the square root of cap D end-root equals 7 Находим корни tt:

  1. t1=1+724=88=1t sub 1 equals the fraction with numerator 1 plus 7 and denominator 2 center dot 4 end-fraction equals eight-eighths equals 1 t2=178=68=-0.75t sub 2 equals the fraction with numerator 1 minus 7 and denominator 8 end-fraction equals negative six-eighths equals negative 0.75

4. Обратная подстановка Теперь решим простейшие тригонометрические уравнения для каждого значения tt:

  • Для t1=1t sub 1 equals 1:
    tanx=1tangent x equals 1 x=π4+πn, где nZx equals the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction plus pi n comma где n is an element of the integers Для t2=-0.75t sub 2 equals negative 0.75:
    tanx=-0.75tangent x equals negative 0.75 x=arctan(-0.75)+πkx equals arc tangent negative 0.75 plus pi k x=arctan(0.75)+πk, где kZx equals negative arc tangent 0.75 plus pi k comma где k is an element of the integers

Ответ: x=π4+πnx equals the fraction with numerator pi and denominator 4 end-fraction plus pi n ; x=arctan(0.75)+πkx equals negative arc tangent 0.75 plus pi k, где n,kZn comma k is an element of the integers. Я могу помочь вам с отбором корней на заданном промежутке, если это необходимо.

Форма ответа

Ваш аватар