Рассмотрите тригонометрическое уравнение sin(2x) = 2 sin x для x в R. Проанализируйте множество решений, укажите все корни и объясните, при каких манипуляциях с тригонометрическими тождествами можно потерять или добавить решения

4 Ноя в 06:58
9 +9
0
Ответы
1
Решение.
Используем тождество sin⁡(2x)=2sin⁡xcos⁡x\sin(2x)=2\sin x\cos xsin(2x)=2sinxcosx. Тогда уравнение эквивалентно
2sin⁡x(cos⁡x−1)=0. 2\sin x(\cos x-1)=0.
2sinx(cosx1)=0.
Следовательно либо sin⁡x=0\sin x=0sinx=0, либо cos⁡x=1\cos x=1cosx=1. Получаем корни
sin⁡x=0 ⟹ x=kπ,cos⁡x=1 ⟹ x=2kπ(k∈Z). \sin x=0\implies x=k\pi,\qquad \cos x=1\implies x=2k\pi\quad(k\in\mathbb Z).
sinx=0x=,cosx=1x=2(kZ).
Так как x=2kπx=2k\pix=2 уже входит в x=kπx=k\pix=, то полное множество решений равно
x=kπ,k∈Z. x=k\pi,\quad k\in\mathbb Z.
x=,kZ.

Осторожность при алгебраических манипуляциях:
- Деление на выражение, которое может быть нулём, приводит к потере решений. Например, деля исходное уравнение на 2sin⁡x2\sin x2sinx (то есть предполагая sin⁡x≠0\sin x\neq0sinx=0), получают cos⁡x=1\cos x=1cosx=1 и теряют решения с sin⁡x=0\sin x=0sinx=0 (четные и нечётные кратные π\piπ).
- Деление на cos⁡x−1\cos x-1cosx1 потеряет решения с cos⁡x=1\cos x=1cosx=1.
- Переход к тангенсу (деление на cos⁡x\cos xcosx) не допускается при cos⁡x=0\cos x=0cosx=0.
- Возведение в квадрат может добавить посторонние корни, поэтому после таких преобразований надо проверять кандидатов в исходном уравнении.
Итого: все корни — x=kπ, k∈Z\displaystyle x=k\pi,\ k\in\mathbb Zx=, kZ.
4 Ноя в 08:10
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир