Sinх=-1,5 чему равно х?

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Уравнение sinx=-1,5sine x equals negative 1 comma 5 не имеет действительных корней. Ниже представлено подробное обоснование этого вывода с точки зрения классической тригонометрии и комплексного анализа. 1. Область значений функции в действительных числах Для любого действительного числа xx функция синуса определена на отрезке от -1negative 1 до 11. Это записывается следующим образом: -1sinx1negative 1 is less than or equal to sine x is less than or equal to 1Математически это объясняется тем, что в прямоугольном треугольнике синус — это отношение противолежащего катета к гипотенузе. Поскольку гипотенуза всегда длиннее катета (или равна ему в вырожденном случае), модуль этого отношения не может превышать 11. Так как число -1,5negative 1 comma 5 меньше, чем -1negative 1 (т.е. -1,5<-1negative 1 comma 5 is less than negative 1), оно выходит за пределы области значений функции. Следовательно, среди действительных чисел решений нет. 2. Решение в комплексных числах Если рассматривать расширение области определения до комплексных чисел, то уравнение имеет решение. Синус комплексного переменного выражается через формулу Эйлера: sinx=eixeix2isine x equals the fraction with numerator e raised to the i x power minus e raised to the negative i x power and denominator 2 i end-fraction Подставим значение -1,5negative 1 comma 5: eixeix2i=-1,5the fraction with numerator e raised to the i x power minus e raised to the negative i x power and denominator 2 i end-fraction equals negative 1 comma 5 eixeix=-3ie raised to the i x power minus e raised to the negative i x power equals negative 3 iОбозначим eix=te raised to the i x power equals t. Тогда уравнение принимает вид: t1t=-3it2+3it1=0t minus 1 over t end-fraction equals negative 3 i space implies space t squared plus 3 i t minus 1 equals 0 Решая это квадратное уравнение через дискриминант: D=(3i)24(1)(-1)=-9+4=-5cap D equals open paren 3 i close paren squared minus 4 open paren 1 close paren open paren negative 1 close paren equals negative 9 plus 4 equals negative 5 t=-3i±-52=-3±52it equals the fraction with numerator negative 3 i plus or minus the square root of negative 5 end-root and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator negative 3 plus or minus the square root of 5 end-root and denominator 2 end-fraction i Зная, что t=eixt equals e raised to the i x power, находим xx через натуральный логарифм: ix=ln(-3±52i)i x equals l n open paren the fraction with numerator negative 3 plus or minus the square root of 5 end-root and denominator 2 end-fraction i close paren x=iln(-3±52i)x equals negative i l n open paren the fraction with numerator negative 3 plus or minus the square root of 5 end-root and denominator 2 end-fraction i close paren Используя формулу для логарифма комплексного числа, получаем общее решение: x=π2+2πk±iln(3+52)x equals negative the fraction with numerator pi and denominator 2 end-fraction plus 2 pi k plus or minus i l n open paren the fraction with numerator 3 plus the square root of 5 end-root and denominator 2 end-fraction close paren где kZk is an element of the integers (целое число). Итог:

  • В рамках школьной программы: решений нет.
  • В высшей математике: существуют комплексные корни.

Я могу составить таблицу значений синуса для стандартных углов или помочь с решением другого тригонометрического уравнения. Какое действие будет для вас наиболее полезным?

Форма ответа

Ваш аватар