Решите уравнение sin(2x) = 2 sin x на множестве всех действительных x. Объясните, какие алгебраические преобразования допустимы на каждом шаге, где можно потерять решения при делении, и как корректно учесть периодичность тригонометрических функций

5 Ноя в 15:05
5 +3
0
Ответы
1
Используем тождество sin⁡(2x)=2sin⁡xcos⁡x\sin(2x)=2\sin x\cos xsin(2x)=2sinxcosx. Тогда уравнение превращается в
2sin⁡xcos⁡x=2sin⁡x. 2\sin x\cos x=2\sin x.
2sinxcosx=2sinx.
Переносим всё в одну сторону и выносим общий множитель:
2sin⁡x(cos⁡x−1)=0. 2\sin x(\cos x-1)=0.
2sinx(cosx1)=0.
Так как произведение равно нулю, то по правилу "произведение равно нулю тогда и только тогда, когда хотя бы один множитель равен нулю" имеем два случая:
1) sin⁡x=0\sin x=0sinx=0. Общий вид решений: x=kπ, k∈Zx=k\pi,\;k\in\mathbb{Z}x=,kZ.
2) cos⁡x−1=0\cos x-1=0cosx1=0, т.е. cos⁡x=1\cos x=1cosx=1. Общий вид решений: x=2kπ, k∈Zx=2k\pi,\;k\in\mathbb{Z}x=2,kZ.
Объединение этих множеств даёт x=kπ, k∈Zx=k\pi,\;k\in\mathbb{Z}x=,kZ (поскольку x=2kπx=2k\pix=2 — часть решений sin⁡x=0\sin x=0sinx=0).
Комментарий по допустимым преобразованиям и потере решений: деление на выражение, которое может обращаться в ноль, запрещено. Например, если бы мы сразу разделили обе части исходного уравнения на 2sin⁡x2\sin x2sinx, то получили бы cos⁡x=1\cos x=1cosx=1 и потеряли бы решения с sin⁡x=0\sin x=0sinx=0 (то есть пункты x=(2k+1)πx=(2k+1)\pix=(2k+1)π). При факторизации и разложении в произведение потерь не происходит. Периодичность функций учтена в общих видах решений через добавление kπk\pi или 2kπ2k\pi2, k∈Zk\in\mathbb{Z}kZ.
5 Ноя в 16:04
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