Решите уравнение.cosx+cos2x=0

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения cos(x)+cos(2x)=0cosine x plus cosine 2 x equals 0 можно воспользоваться формулой суммы косинусов или методом подстановки через двойной угол. Рассмотрим оба способа. Способ 1: Использование тригонометрических формул Воспользуемся формулой суммы косинусов: cos(α)+cos(β)=2cos(α+β2)cos(αβ2)cosine open paren alpha close paren plus cosine open paren beta close paren equals 2 cosine open paren the fraction with numerator alpha plus beta and denominator 2 end-fraction close paren cosine open paren the fraction with numerator alpha minus beta and denominator 2 end-fraction close paren Применим её к нашему уравнению: 2cos(x+2x2)cos(x2x2)=02 cosine open paren the fraction with numerator x plus 2 x and denominator 2 end-fraction close paren cosine open paren the fraction with numerator x minus 2 x and denominator 2 end-fraction close paren equals 0 2cos(3x2)cos(x2)=02 cosine open paren 3 x over 2 end-fraction close paren cosine open paren negative x over 2 end-fraction close paren equals 0 Так как косинус — четная функция ( cos(α)=cos(α)cosine open paren negative alpha close paren equals cosine open paren alpha close paren), получаем: 2cos(3x2)cos(x2)=02 cosine open paren 3 x over 2 end-fraction close paren cosine open paren x over 2 end-fraction close paren equals 0 Произведение равно нулю, когда хотя бы один из множителей равен нулю:

  1. cos(3x2)=0cosine open paren 3 x over 2 end-fraction close paren equals 0
    3x2=π2+πn,nZ3 x over 2 end-fraction equals the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction plus pi n comma space n is an element of the integers Умножим на 23two-thirds :
    x=π3+2πn3,nZx equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction plus the fraction with numerator 2 pi n and denominator 3 end-fraction comma space n is an element of the integers cos(x2)=0cosine open paren x over 2 end-fraction close paren equals 0
    x2=π2+πk,kZx over 2 end-fraction equals the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction plus pi k comma space k is an element of the integers Умножим на 22:
    x=π+2πk,kZx equals pi plus 2 pi k comma space k is an element of the integers

Способ 2: Квадратное уравнение Используем формулу двойного угла: cos(2x)=2cos2(x)1cosine 2 x equals 2 cosine squared x minus 1. Подставим в исходное уравнение: cos(x)+2cos2(x)1=0cosine x plus 2 cosine squared x minus 1 equals 0 2cos2(x)+cos(x)1=02 cosine squared x plus cosine x minus 1 equals 0Пусть t=cos(x)t equals cosine x, где |t|1the absolute value of t end-absolute-value is less than or equal to 1. Получаем квадратное уравнение: 2t2+t1=02 t squared plus t minus 1 equals 0 D=1242(-1)=1+8=9cap D equals 1 squared minus 4 center dot 2 center dot open paren negative 1 close paren equals 1 plus 8 equals 9 t1=-1+34=12t sub 1 equals the fraction with numerator negative 1 plus 3 and denominator 4 end-fraction equals one-half t2=-134=-1t sub 2 equals the fraction with numerator negative 1 minus 3 and denominator 4 end-fraction equals negative 1 Обратная замена:

  1. cos(x)=12x=±π3+2πn,nZcosine x equals one-half ⟹ x 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 cos(x)=-1x=π+2πk,kZcosine x equals negative 1 ⟹ x equals pi plus 2 pi k comma space k is an element of the integers

Ответ: Оба способа дают идентичный набор точек на числовой окружности. Записать ответ можно в виде:

  • x=±π3+2πnx equals plus or minus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction plus 2 pi n
  • x=π+2πnx equals pi plus 2 pi n
    (где nZn is an element of the integers)

Или одной общей формулой из первого способа: x=π3+2πn3x equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction plus the fraction with numerator 2 pi n and denominator 3 end-fraction , так как при разных nn этот ряд включает в себя все корни, включая π+2πkpi plus 2 pi k. Хотите, чтобы я отобрал корни этого уравнения на конкретном числовом промежутке?

Форма ответа

Ваш аватар