Вопрос:

Solve the equation: cos(x + pi/2) = cos(pi/6) and find the minimum value of the function y = 13x - 9sinx + 9 on the interval [0, pi/2].

Ответ:

Решение уравнения:

Уравнение: \( \cos{\left(x + \frac{\pi}{2}\right)} = \cos{\frac{\pi}{6}} \)

Используем формулу приведения: \( \cos{\left(x + \frac{\pi}{2}\right)} = -\sin{x} \)

Тогда уравнение примет вид: \( -\sin{x} = \cos{\frac{\pi}{6}} \)

Значение \( \cos{\frac{\pi}{6}} = \frac{\sqrt{3}}{2} \)

Следовательно: \( -\sin{x} = \frac{\sqrt{3}}{2} \)

\( \sin{x} = -\frac{\sqrt{3}}{2} \)

Общее решение для \( \sin{x} = a \) имеет вид: \( x = (-1)^n \arcsin{a} + \pi n \), где \( n \in \mathbb{Z} \).

В нашем случае \( \arcsin{\left(-\frac{\sqrt{3}}{2}\right)} = -\frac{\pi}{3} \).

Таким образом, \( x = (-1)^n \left(-\frac{\pi}{3}\right) + \pi n \), где \( n \in \mathbb{Z} \).

Рассмотрим частные случаи для \( n \):

  • При \( n = 0 \): \( x = (-1)^0 \left(-\frac{\pi}{3}\right) + \pi \cdot 0 = -\frac{\pi}{3} \).
  • При \( n = 1 \): \( x = (-1)^1 \left(-\frac{\pi}{3}\right) + \pi \cdot 1 = \frac{\pi}{3} + \pi = \frac{4\pi}{3} \).
  • При \( n = 2 \): \( x = (-1)^2 \left(-\frac{\pi}{3}\right) + \pi \cdot 2 = -\frac{\pi}{3} + 2\pi = \frac{5\pi}{3} \).
  • При \( n = -1 \): \( x = (-1)^{-1} \left(-\frac{\pi}{3}\right) + \pi \cdot (-1) = -\left(-\frac{\pi}{3}\right) - \pi = \frac{\pi}{3} - \pi = -\frac{2\pi}{3} \).

Нахождение наименьшего значения функции:

Функция: \( y = 13x - 9\sin{x} + 9 \)

Найдём производную функции:

\( y' = 13 - 9\cos{x} \)

Приравняем производную к нулю, чтобы найти критические точки:

\( 13 - 9\cos{x} = 0 \)

\( \cos{x} = \frac{13}{9} \)

Так как \( \frac{13}{9} > 1 \), это уравнение не имеет действительных решений. Следовательно, производная \( y' = 13 - 9\cos{x} \) всегда положительна, так как \( \cos{x} \) находится в пределах \( [-1, 1] \), и \( 13 - 9 \cdot 1 = 4 > 0 \).

Это означает, что функция \( y = 13x - 9\sin{x} + 9 \) является возрастающей на всей своей области определения.

Для нахождения наименьшего значения на отрезке \( \left[0; \frac{\pi}{2}\right] \), нужно вычислить значение функции на концах отрезка.

Вычислим значение функции в точке \( x = 0 \):

\( y(0) = 13 \cdot 0 - 9\sin{0} + 9 = 0 - 9 \cdot 0 + 9 = 9 \)

Вычислим значение функции в точке \( x = \frac{\pi}{2} \):

\( y\left(\frac{\pi}{2}\right) = 13 \cdot \frac{\pi}{2} - 9\sin{\frac{\pi}{2}} + 9 = \frac{13\pi}{2} - 9 \cdot 1 + 9 = \frac{13\pi}{2} - 9 + 9 = \frac{13\pi}{2} \)

Сравним значения: \( 9 \) и \( \frac{13\pi}{2} \).

Приближенное значение \( \pi \approx 3.14 \). Тогда \( \frac{13\pi}{2} \approx \frac{13 \cdot 3.14}{2} = \frac{40.82}{2} = 20.41 \).

Так как \( 9 < 20.41 \), наименьшее значение функции на отрезке \( \left[0; \frac{\pi}{2}\right] \) равно \( 9 \).

Ответ: Наименьшее значение функции равно 9.

Подать жалобу Правообладателю