Тригонометрия: cosx*cos2x=cos3x

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения cos(x)cos(2x)=cos(3x)cosine x center dot cosine 2 x equals cosine 3 x воспользуемся формулами преобразования произведения в сумму и формулой косинуса тройного угла. 1. Преобразование левой части Используем формулу произведения косинусов: cos(α)cos(β)=12(cos(αβ)+cos(α+β))cosine open paren alpha close paren cosine open paren beta close paren equals one-half open paren cosine open paren alpha minus beta close paren plus cosine open paren alpha plus beta close paren close paren Применим её для cos(x)cos(2x)cosine x cosine 2 x: 12(cos(x2x)+cos(x+2x))=cos(3x)one-half open paren cosine open paren x minus 2 x close paren plus cosine open paren x plus 2 x close paren close paren equals cosine 3 x 12(cos(x)+cos(3x))=cos(3x)one-half open paren cosine negative x plus cosine 3 x close paren equals cosine 3 x Так как косинус — функция четная ( cos(x)=cos(x)cosine negative x equals cosine x), получаем: 12(cos(x)+cos(3x))=cos(3x)one-half open paren cosine x plus cosine 3 x close paren equals cosine 3 x 2. Упрощение уравнения Умножим обе части уравнения на 2, чтобы избавиться от дроби: cos(x)+cos(3x)=2cos(3x)cosine x plus cosine 3 x equals 2 cosine 3 xПеренесем все слагаемые в одну сторону: cos(x)+cos(3x)2cos(3x)=0cosine x plus cosine 3 x minus 2 cosine 3 x equals 0 cos(x)cos(3x)=0cosine x minus cosine 3 x equals 03. Применение формулы разности косинусов Используем формулу: cos(α)cos(β)=-2sin(αβ2)sin(α+β2)cosine open paren alpha close paren minus cosine open paren beta close paren equals negative 2 sine open paren the fraction with numerator alpha minus beta and denominator 2 end-fraction close paren sine open paren the fraction with numerator alpha plus beta and denominator 2 end-fraction close paren Подставим наши значения ( α=xalpha equals x, β=3xbeta equals 3 x): -2sin(x3x2)sin(x+3x2)=0negative 2 sine open paren the fraction with numerator x minus 3 x and denominator 2 end-fraction close paren sine open paren the fraction with numerator x plus 3 x and denominator 2 end-fraction close paren equals 0 -2sin(x)sin(2x)=0negative 2 sine negative x sine 2 x equals 0Так как синус — функция нечетная ( sin(x)=sin(x)sine negative x equals negative sine x), минусы сокращаются: 2sin(x)sin(2x)=02 sine x sine 2 x equals 04. Нахождение корней Произведение равно нулю, когда хотя бы один из множителей равен нулю: Случай А: sin(x)=0sine x equals 0 x=πk, где kZx equals pi k comma где k is an element of the integersСлучай Б: sin(2x)=0sine 2 x equals 0 2x=πn2 x equals pi n x=πn2, где nZx equals the fraction with numerator pi n and denominator 2 end-fraction comma где n is an element of the integers 5. Объединение решений Заметим, что множество решений x=πkx equals pi k полностью входит в множество решений x=πn2x equals the fraction with numerator pi n and denominator 2 end-fraction (при четных n=2kn equals 2 k). Таким образом, общее решение можно записать одной формулой. Ответ: x=πn2,nZx equals the fraction with numerator pi n and denominator 2 end-fraction comma n is an element of the integers Я могу также проверить эти корни на ОДЗ или помочь с решением аналогичного уравнения, если это необходимо.

Форма ответа

Ваш аватар