schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение тригонометрических уравнений
help_outlineУсловие задачи
Реши

lightbulbКраткий ответ
На странице представлено подробное решение тригонометрических уравнений, включая примеры с синусом, косинусом и тангенсом. Решение разбито по вариантам для удобства.
Подробное решение
Решим тригонометрические уравнения, представленные на доске. Для удобства разделим решение по вариантам.
I вариант
1. \(3\sin^2 x - 5\sin x - 2 = 0\)
Пусть \(\sin x = t\), где \(|t| \le 1\).
\[3t^2 - 5t - 2 = 0\]
\[D = (-5)^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-2) = 25 + 24 = 49 = 7^2\]
\[t_1 = \frac{5 + 7}{6} = 2 \text{ (не подходит, так как } 2 > 1)\]
\[t_2 = \frac{5 - 7}{6} = -\frac{2}{6} = -\frac{1}{3}\]
Обратная замена:
\[\sin x = -\frac{1}{3}\]
\[x = (-1)^{n+1} \arcsin\left(\frac{1}{3}\right) + \pi n, n \in \mathbb{Z}\]
2. \(\text{tg } 4x = 1\)
\[4x = \text{arctg } 1 + \pi n\]
\[4x = \frac{\pi}{4} + \pi n\]
\[x = \frac{\pi}{16} + \frac{\pi n}{4}, n \in \mathbb{Z}\]
3. \(7\cos^2 x - 10\sin x \cos x + 3\sin^2 x = 0\)
Это однородное уравнение второй степени. Разделим обе части на \(\cos^2 x\) (при условии \(\cos x \neq 0\)):
\[3\text{tg}^2 x - 10\text{tg } x + 7 = 0\]
Пусть \(\text{tg } x = t\):
\[3t^2 - 10t + 7 = 0\]
\[D = 100 - 4 \cdot 3 \cdot 7 = 100 - 84 = 16 = 4^2\]
\[t_1 = \frac{10 + 4}{6} = \frac{14}{6} = \frac{7}{3}; \quad t_2 = \frac{10 - 4}{6} = 1\]
\[\text{tg } x = \frac{7}{3} \Rightarrow x = \text{arctg}\left(\frac{7}{3}\right) + \pi n, n \in \mathbb{Z}\]
\[\text{tg } x = 1 \Rightarrow x = \frac{\pi}{4} + \pi k, k \in \mathbb{Z}\]
4. \(2\cos x - 1 = 0\)
\[\cos x = \frac{1}{2}\]
\[x = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\]
5. \(5\cos^2 x + 6\sin x - 6 = 0\)
Используем основное тождество \(\cos^2 x = 1 - \sin^2 x\):
\[5(1 - \sin^2 x) + 6\sin x - 6 = 0\]
\[5 - 5\sin^2 x + 6\sin x - 6 = 0\]
\[-5\sin^2 x + 6\sin x - 1 = 0\]
\[5\sin^2 x - 6\sin x + 1 = 0\]
Пусть \(\sin x = t\):
\[5t^2 - 6t + 1 = 0\]
\[D = 36 - 20 = 16 = 4^2\]
\[t_1 = 1; \quad t_2 = \frac{1}{5}\]
\[\sin x = 1 \Rightarrow x = \frac{\pi}{2} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\]
\[\sin x = \frac{1}{5} \Rightarrow x = (-1)^k \arcsin\left(\frac{1}{5}\right) + \pi k, k \in \mathbb{Z}\]
II вариант
1. \(2\sin^2 x + 5\sin x + 3 = 0\)
Пусть \(\sin x = t\):
\[2t^2 + 5t + 3 = 0\]
\[D = 25 - 24 = 1\]
\[t_1 = \frac{-5 + 1}{4} = -1; \quad t_2 = \frac{-5 - 1}{4} = -1.5 \text{ (не подходит)}\]
\[\sin x = -1 \Rightarrow x = -\frac{\pi}{2} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}\]
2. \(\sin 3x - 1 = 0\)
\[\sin 3x = 1\]
\[3x = \frac{\pi}{2} + 2\pi n\]
\[x = \frac{\pi}{6} + \frac{2\pi n}{3}, n \in \mathbb{Z}\]
3. \(\text{tg } \frac{x}{3} = \frac{1}{\sqrt{3}}\)
\[\frac{x}{3} = \text{arctg}\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right) + \pi n\]
\[\frac{x}{3} = \frac{\pi}{6} + \pi n\]
\[x = \frac{\pi}{2} + 3\pi n, n \in \mathbb{Z}\]
Уравнение с первой фотографии:
\(3\sin^2 x - \sin x \cos x = 2\)
Заменим \(2\) на \(2(\sin^2 x + \cos^2 x)\):
\[3\sin^2 x - \sin x \cos x = 2\sin^2 x + 2\cos^2 x\]
\[\sin^2 x - \sin x \cos x - 2\cos^2 x = 0\]
Разделим на \(\cos^2 x\):
\[\text{tg}^2 x - \text{tg } x - 2 = 0\]
Пусть \(\text{tg } x = t\):
\[t^2 - t - 2 = 0\]
По теореме Виета: \(t_1 = 2, t_2 = -1\).
\[\text{tg } x = 2 \Rightarrow x = \text{arctg } 2 + \pi n, n \in \mathbb{Z}\]
\[\text{tg } x = -1 \Rightarrow x = -\frac{\pi}{4} + \pi k, k \in \mathbb{Z}\]