Решение тригонометрических уравнений.
6) \(3\sin^2 x - 5\sin x - 2 = 0\)
Пусть \(\sin x = t\), тогда уравнение примет вид:
\(3t^2 - 5t - 2 = 0\)
Решим квадратное уравнение:
\(D = (-5)^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-2) = 25 + 24 = 49\)
\(t_1 = \frac{5 + 7}{6} = \frac{12}{6} = 2\)
\(t_2 = \frac{5 - 7}{6} = \frac{-2}{6} = -\frac{1}{3}\)
Так как \(\sin x = t\), то:
\(\sin x = 2\) (не имеет решений, так как \(|\sin x| \le 1\))
\(\sin x = -\frac{1}{3}\)
\(x = (-1)^n \arcsin(-\frac{1}{3}) + \pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = (-1)^{n+1} \arcsin(\frac{1}{3}) + \pi n, n \in \mathbb{Z}\)
г) \(4\sin^2 x + 11\sin x - 3 = 0\)
Пусть \(\sin x = t\), тогда уравнение примет вид:
\(4t^2 + 11t - 3 = 0\)
Решим квадратное уравнение:
\(D = 11^2 - 4 \cdot 4 \cdot (-3) = 121 + 48 = 169\)
\(t_1 = \frac{-11 + 13}{8} = \frac{2}{8} = \frac{1}{4}\)
\(t_2 = \frac{-11 - 13}{8} = \frac{-24}{8} = -3\)
Так как \(\sin x = t\), то:
\(\sin x = \frac{1}{4}\)
\(x = (-1)^n \arcsin(\frac{1}{4}) + \pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(\sin x = -3\) (не имеет решений, так как \(|\sin x| \le 1\))
б) \(2\sin^2 x + 3\cos x = 0\)
Используем основное тригонометрическое тождество \(\sin^2 x + \cos^2 x = 1\), откуда \(\sin^2 x = 1 - \cos^2 x\):
\(2(1 - \cos^2 x) + 3\cos x = 0\)
\(2 - 2\cos^2 x + 3\cos x = 0\)
\(-2\cos^2 x + 3\cos x + 2 = 0\)
Пусть \(\cos x = t\), тогда уравнение примет вид:
\(-2t^2 + 3t + 2 = 0\)
Решим квадратное уравнение:
\(D = 3^2 - 4 \cdot (-2) \cdot 2 = 9 + 16 = 25\)
\(t_1 = \frac{-3 + 5}{-4} = \frac{2}{-4} = -\frac{1}{2}\)
\(t_2 = \frac{-3 - 5}{-4} = \frac{-8}{-4} = 2\)
Так как \(\cos x = t\), то:
\(\cos x = -\frac{1}{2}\)
\(x = \pm \arccos(-\frac{1}{2}) + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \pm \frac{2\pi}{3} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(\cos x = 2\) (не имеет решений, так как \(|\cos x| \le 1\))
г) \(5\sin^2 x + 6\cos x - 6 = 0\)
Используем основное тригонометрическое тождество \(\sin^2 x + \cos^2 x = 1\), откуда \(\sin^2 x = 1 - \cos^2 x\):
\(5(1 - \cos^2 x) + 6\cos x - 6 = 0\)
\(5 - 5\cos^2 x + 6\cos x - 6 = 0\)
\(-5\cos^2 x + 6\cos x - 1 = 0\)
Пусть \(\cos x = t\), тогда уравнение примет вид:
\(-5t^2 + 6t - 1 = 0\)
Решим квадратное уравнение:
\(D = 6^2 - 4 \cdot (-5) \cdot (-1) = 36 - 20 = 16\)
\(t_1 = \frac{-6 + 4}{-10} = \frac{-2}{-10} = \frac{1}{5}\)
\(t_2 = \frac{-6 - 4}{-10} = \frac{-10}{-10} = 1\)
Так как \(\cos x = t\), то:
\(\cos x = \frac{1}{5}\)
\(x = \pm \arccos(\frac{1}{5}) + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(\cos x = 1\)
\(x = 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
6) \(\cos^2 x + 3\sin x = 3\)
Используем основное тригонометрическое тождество \(\sin^2 x + \cos^2 x = 1\), откуда \(\cos^2 x = 1 - \sin^2 x\):
\(1 - \sin^2 x + 3\sin x = 3\)
\(-\sin^2 x + 3\sin x - 2 = 0\)
Пусть \(\sin x = t\), тогда уравнение примет вид:
\(-t^2 + 3t - 2 = 0\)
Решим квадратное уравнение:
\(D = 3^2 - 4 \cdot (-1) \cdot (-2) = 9 - 8 = 1\)
\(t_1 = \frac{-3 + 1}{-2} = \frac{-2}{-2} = 1\)
\(t_2 = \frac{-3 - 1}{-2} = \frac{-4}{-2} = 2\)
Так как \(\sin x = t\), то:
\(\sin x = 1\)
\(x = \frac{\pi}{2} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(\sin x = 2\) (не имеет решений, так как \(|\sin x| \le 1\))
г) \(8\sin^2 x + \cos x + 1 = 0\)
Используем основное тригонометрическое тождество \(\sin^2 x + \cos^2 x = 1\), откуда \(\sin^2 x = 1 - \cos^2 x\):
\(8(1 - \cos^2 x) + \cos x + 1 = 0\)
\(8 - 8\cos^2 x + \cos x + 1 = 0\)
\(-8\cos^2 x + \cos x + 9 = 0\)
Пусть \(\cos x = t\), тогда уравнение примет вид:
\(-8t^2 + t + 9 = 0\)
Решим квадратное уравнение:
\(D = 1^2 - 4 \cdot (-8) \cdot 9 = 1 + 288 = 289\)
\(t_1 = \frac{-1 + 17}{-16} = \frac{16}{-16} = -1\)
\(t_2 = \frac{-1 - 17}{-16} = \frac{-18}{-16} = \frac{9}{8}\)
Так как \(\cos x = t\), то:
\(\cos x = -1\)
\(x = \pi + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(\cos x = \frac{9}{8}\) (не имеет решений, так как \(|\cos x| \le 1\))
6) \(\tan x - 2 \cot x + 1 = 0\)
Используем \(\cot x = \frac{1}{\tan x}\):
\(\tan x - \frac{2}{\tan x} + 1 = 0\)
Пусть \(\tan x = t\), тогда уравнение примет вид:
\(t - \frac{2}{t} + 1 = 0\)
Умножим обе части уравнения на \(t\):
\(t^2 + t - 2 = 0\)
Решим квадратное уравнение:
\(D = 1^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2) = 1 + 8 = 9\)
\(t_1 = \frac{-1 + 3}{2} = \frac{2}{2} = 1\)
\(t_2 = \frac{-1 - 3}{2} = \frac{-4}{2} = -2\)
Так как \(\tan x = t\), то:
\(\tan x = 1\)
\(x = \frac{\pi}{4} + \pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(\tan x = -2\)
\(x = \arctan(-2) + \pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = -\arctan(2) + \pi n, n \in \mathbb{Z}\)
г) \(2 \cot x - 3 \tan x + 5 = 0\)
Используем \(\cot x = \frac{1}{\tan x}\):
\(\frac{2}{\tan x} - 3 \tan x + 5 = 0\)
Пусть \(\tan x = t\), тогда уравнение примет вид:
\(\frac{2}{t} - 3t + 5 = 0\)
Умножим обе части уравнения на \(t\):
\(-3t^2 + 5t + 2 = 0\)
Решим квадратное уравнение:
\(D = 5^2 - 4 \cdot (-3) \cdot 2 = 25 + 24 = 49\)
\(t_1 = \frac{-5 + 7}{-6} = \frac{2}{-6} = -\frac{1}{3}\)
\(t_2 = \frac{-5 - 7}{-6} = \frac{-12}{-6} = 2\)
Так как \(\tan x = t\), то:
\(\tan x = -\frac{1}{3}\)
\(x = \arctan(-\frac{1}{3}) + \pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = -\arctan(\frac{1}{3}) + \pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(\tan x = 2\)
\(x = \arctan(2) + \pi n, n \in \mathbb{Z}\)
б) \(4 \cos^2 x - 3 = 0\)
\(\cos^2 x = \frac{3}{4}\)
\(\cos x = \pm \sqrt{\frac{3}{4}} = \pm \frac{\sqrt{3}}{2}\)
\(x = \pm \arccos(\frac{\sqrt{3}}{2}) + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \pm \frac{\pi}{6} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \pm \arccos(-\frac{\sqrt{3}}{2}) + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \pm \frac{5\pi}{6} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
г) \(4 \sin^2 x - 1 = 0\)
\(\sin^2 x = \frac{1}{4}\)
\(\sin x = \pm \sqrt{\frac{1}{4}} = \pm \frac{1}{2}\)
\(x = \arcsin(\frac{1}{2}) + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \frac{\pi}{6} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \pi - \arcsin(\frac{1}{2}) + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \pi - \frac{\pi}{6} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \frac{5\pi}{6} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \arcsin(-\frac{1}{2}) + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = -\frac{\pi}{6} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \pi - \arcsin(-\frac{1}{2}) + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \pi - (-\frac{\pi}{6}) + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
\(x = \frac{7\pi}{6} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\)
Ответ: решения тригонометрических уравнений выше.
Отлично! У тебя все прекрасно получается. Продолжай в том же духе, и ты достигнешь больших успехов! Удачи в дальнейшем изучении математики! Молодец!