Формулы для решения тригонометрических уравнений общие и частные случаи

Видео:ТРИГОНОМЕТРИЯ ЗА 10 МИНУТ - Решение Тригонометрических уравнений / Подготовка к ЕГЭ по МатематикеСкачать

РЕШЕНИЕ ПРОСТЕЙШИХ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ

Простейшими тригонометрическими уравнениями называют уравнения

Чтобы рассуждения по нахождению корней этих уравнений были более наглядными, воспользуемся графиками соответствующих функций.

19.1. Уравнение cos x = a

Объяснение и обоснование

1. Корни уравненияcosx=a.

При |a| > 1 уравнение не имеет корней, поскольку |cos x| ≤ 1 для любого x (прямая y = a на рисунке из пункта 1 таблицы 1 при a > 1 или при a 1 уравнение не имеет корней, поскольку |sin x| ≤ 1 для любого x (прямая y = a на рисунке 1 при a > 1 или при a n arcsin a + 2πn, n ∈ Z (3)

2.Частые случаи решения уравнения sin x = a.

Полезно помнить специальные записи корней уравнения при a = 0, a = -1, a = 1, которые можно легко получить, используя как ориентир единичную окружность (рис 2).

Учитывая, что синус равен ординате соответствующей точки единичной окружности, получаем, что sin x = 0 тогда и только тогда, когда соответствующей точкой единичной окружности является точка C или тока D. Тогда

Аналогично sin x = 1 тогда и только тогда, когда соответствующей точкой единичной окружности является точка A, следовательно,

Также sin x = -1 тогда и только тогда, когда соответствующей точкой единичной окружности является точка B, таким образом,

Примеры решения задач

Замечание. Ответ к задаче 1 часто записывают в виде:

19.3. Уравнения tg x = a и ctg x = a

Объяснение и обоснование

1.Корни уравнений tg x = a и ctg x = a

Рассмотрим уравнение tg x = a. На промежутке функция y = tg x возрастает (от -∞ до +∞). Но возрастающая функция принимает каждое свое значение только в одной точке ее области определения, поэтому уравнение tg x = a при любом значении a имеет на этом промежутке только один корень, который по определению арктангенса равен: x₁ = arctg a и для этого корня tg x = a.

Функция y = tg x периодическая с периодом π, поэтому все остальные корни отличаются от найденного на πn (n ∈ Z). Получаем следующую формулу корней уравнения tg x = a:

При a=0 arctg 0 = 0, таким образом, уравнение tg x = 0 имеет корни x = πn (n ∈ Z).

Рассмотрим уравнение ctg x = a. На промежутке (0; π) функция y = ctg x убывает (от +∞ до -∞). Но убывающая функция принимает каждое свое значение только в одной точке ее области определения, поэтому уравнение ctg x = a при любом значении a имеет на этом промежутке только один корень, который по определению арккотангенса равен: x₁=arсctg a.

Функция y = ctg x периодическая с периодом π, поэтому все остальные корни отличаются от найденного на πn (n ∈ Z). Получаем следующую формулу корней уравнения ctg x = a:

таким образом, уравнение ctg x = 0 имеет корни

Примеры решения задач

Вопросы для контроля

1. Какие уравнения называют простейшими тригонометрическими?
2. Запишите формулы решения простейших тригонометрических уравнений. В каких случаях нельзя найти корни простейшего тригонометрического уравнения по этим формулам?
3. Выведите формулы решения простейших тригонометрических уравнений.
4. Обоснуйте формулы решения простейших тригонометрических уравнений для частных случаев.

Упражнения

Решите уравнение (1-11)

Найдите корни уравнения на заданном промежутке (12-13)

Видео:Тригонометрические уравнения (Частные случаи)Скачать

Глоссарий. Алгебра и геометрия

Тригонометрическое уравнение — уравнение, содержащее неизвестное под знаком тригонометрической функции.

Видео:10 класс, 23 урок, Методы решения тригонометрических уравненийСкачать

Виды тригонометрических уравнений

• Простейшие тригонометрические уравнения.
  • Уравнение sin x = a

  Если | a | > 1, то уравнение sin x = a не имеет корней. Например, уравнение sin x = 2 не имеет корней. Если | a | ≤ 1, то корни уравнения выражаются формулой x = ( —1) n arcsin a + πn, n ∈ Z. Частные случаи: 1. sin x = 0 ⇒ x = πn, n ∈ Z. 2. sin x = 1 ⇒ x = π/2 + 2πn, n ∈ Z. 3. sin x = -1 ⇒ x = -π/2 + 2πn, n ∈ Z.

  Уравнение cos x = a

  Если | a | > 1, то уравнение cos x = a не имеет корней. Например, уравнение cos x = —1,5 не имеет корней. Если | a | ≤ 1, то корни уравнения выражаются формулой x = ±arccos a + πn, n ∈ Z. Частные случаи: 1. cos x = 0 ⇒ x = π/2 + πn, n ∈ Z. 2. cos x = 1 ⇒ x = 2πn, n ∈ Z. 3. cos x = -1 ⇒ x = π + 2πn, n ∈ Z.

  Уравнение tg x = a

  Уравнение tg x = a имеет корни при любом значении a. Корни уравнения выражаются формулой x = arctg a + πn, n ∈ Z.

  Уравнение ctg x = a

  Уравнение ctg x = a имеет корни при любом значении a. Корни уравнения выражаются формулой x = arcctg a + πn, n ∈ Z.

  Разложение на множители.

  Иррациональные тригонометрические уравнения.

  Дробно-рациональные тригонометрические уравнения.

  Введение дополнительного угла

  Этот способ используется для уравнений вида a · sin x + b · cos x = с.

  Видео:Решение тригонометрических уравнений. Однородные уравнения. 10 класс.Скачать

  

  Простейшие тригонометрические уравнения. Часть 1

  Простейшими называются тригонометрические уравнения следующих четырёх видов:

  Любое тригонометрическое уравнение в конечном счёте сводится к решению одного или нескольких простейших. К сожалению, на этом заключительном стандартном шаге школьники часто допускают ошибки, что ведет к потере баллов на ЕГЭ. Именно поэтому так важна данная тема.

  Существуют два подхода к решению простейших тригонометрических уравнений.
  Первый подход — бессмысленный и тяжёлый. Следуя ему, надо выучить по шпаргалке общие формулы, а также все частные случаи. Польза от этого столь же невелика, как от зубрежки шестнадцати строк заклинаний на непонятном языке. Мы отказываемся от такого подхода раз и навсегда.

  Второй подход — логический и наглядный. Для решения простейших тригонометрических уравнений мы пользуемся тригонометрическим кругом и определениями тригонометрических функций.

  Видео:Простейшие тригонометрические уравнения. y=sinx. 1 часть. 10 класс.Скачать

  

  Уравнения и

  Напомним, что — абсцисса точки на единичной окружности, соответствующей углу , а — её ордината.

  

  Из определения синуса и косинуса следует, что уравнения и имеют решения только при условии .

  Абитуриент, будь внимателен! Уравнения или решений не имеют!

  Начнём с самых простых уравнений.

  . .
  Мы видим, что на единичной окружности имеется лишь одна точка с абсциссой 1:

  
  Эта точка соответствует бесконечному множеству углов: . Все они получаются из нулевого угла прибавлением целого числа полных углов (т. е. нескольких полных оборотов как в одну, так и в другую сторону).

  Следовательно, все эти углы могут быть записаны одной формулой:

  Это и есть множество решений данного уравнения. Напоминаем, что — это множество целых чисел.

  Снова видим, что на единичной окружности есть лишь одна точка с абсциссой :

  

  Эта точка соответствует углу и всем углам, отличающихся от на несколько полных оборотов в обе стороны, т. е. на целое число полных углов. Следовательно, все решения данного уравнения записываются формулой:

  . .
  Отмечаем на тригонометрическом круге единственную точку с ординатой :

  

  И записываем ответ:

  Обсуждать тут уже нечего, не так ли? 🙂

  

  Можете, кстати, записать ответ и в другом виде:

  Это — дело исключительно вашего вкуса.
  Заодно сделаем первое полезное наблюдение. Чтобы описать множество углов, отвечающих одной-единственной точке тригонометрического круга, нужно взять какой-либо один угол из этого множества и прибавить .

  На тригонометрическом круге имеются две точки с ординатой 0:

  

  Эти точки соответствуют углам Все эти углы получаются из нулевого угла прибавлением целого числа углов (т. е. с помощью нескольких полуоборотов в обе стороны). Таким образом,

  Точки, лежащие на концах диаметра тригонометрического круга, мы будем называть диаметральной парой.

  Точки с абсциссой 0 также образуют диаметральную пару, на сей раз вертикальную:

  

  Все углы, отвечающие этим точкам, получаются из — прибавлением целого числа углов (полуоборотов):

  Теперь мы можем сделать и второе полезное наблюдение.

  Чтобы описать множество углов, отвечающих диаметральной паре точек тригонометрического круга, нужно взять какой-либо один угол из этого множества и прибавить .

  Переходим к следующему этапу. Теперь в правой части будет стоять табличное значение синуса или косинуса (отличное от 0 или ). Начинаем с косинуса.

  Имеем вертикальную пару точек с абсциссой :

  

  Все углы, соответствующие верхней точке, описываются формулой (вспомните первое полезное наблюдение!):

  Аналогично, все углы, соответствующие нижней точке, описываются формулой:

  Обе серии решений можно описать одной формулой:

  Остальные уравнения с косинусом решаются совершенно аналогично. Мы приводим лишь рисунок и ответ.

  

  

  

  

  

  Теперь рассмотрим уравнения с синусом. Тут ситуация немного сложнее.

  Имеем горизонтальную пару точек с ординатой :

  

  Углы, отвечающие правой точке:

  Углы, отвечающие левой точке:

  Описывать эти две серии одной формулой никто не заставляет. Можно записать ответ в таком виде:

  Тем не менее, объединяющая формула существует, и её надо знать. Выглядит она так:

  На первый взгляд совершенно не ясно, каким образом она дает обе серии решений. Но давайте посмотрим, что получается при чётных . Если , то

  Мы получили первую серию решений . А если — нечетно, , то

  Это вторая серия .

  Обратим внимание, что в качестве множителя при обычно ставится правая точка, в данном случае .

  Остальные уравнения с синусом решаются точно так же. Мы приводим рисунок, запись ответа в виде совокупности двух серий и объединяющую формулу.

  

  

  

  

  

  На этом с синусом и косинусом пока всё. Переходим к тангенсу.

  Видео:Тригонометрические уравнения. Как запомнить частные случаи.Скачать

  

  Линия тангенсов.

  Начнём с геометрической интерпретации тангенса — так называемой линии тангенсов. Это касательная к единичной окружности, параллельная оси ординат (см. рисунок).

  

  Из подобия треугольников и имеем:

  Мы рассмотрели случай, когда находится в первой четверти. Аналогично рассматриваются случаи, когда находится в остальных четвертях. В результате мы приходим к следующей геометрической интерпретации тангенса.

  Тангенс угла равен ординате точки , которая является точкой пересечения линии тангенсов и прямой , соединяющей точку с началом координат.

  Вот рисунок в случае, когда находится во второй четверти. Тангенс угла отрицателен.

  

  Видео:Решение тригонометрических уравнений. Подготовка к ЕГЭ | Математика TutorOnlineСкачать

  

  Уравнение

  Заметим, что тангенс может принимать любые действительные значения. Иными словами, уравнение имеет решения при любом .

  .
  Имеем диаметральную горизонтальную пару точек:

  
  Эта пара, как мы уже знаем, описывается формулой:

  Имеем диаметральную пару:

  

  Вспоминаем второе полезное наблюдение и пишем ответ:

  Остальные уравнения с тангенсом решаются аналогично. Мы приводим лишь рисунки и ответы.

  

  

  

  

  

  На этом заканчиваем пока и с тангенсом.

  Уравнение нет смысла рассматривать особо. Дело в том, что:
  уравнение равносильно уравнению ;

  при уравнение равносильно уравнению .

  Впрочем, существует также и линия котангенсов, но. . . Об этом мы вам расскажем на занятиях 🙂

  Итак, мы разобрали простейшие тригонометрические уравнения, содержащие в правой части табличные значения тригонометрических функций. Именно такие задачи встречаются в части В вариантов ЕГЭ.

  А что делать, например, с уравнением ? Для этого надо сначала познакомиться с обратными тригонометрическими функциями. О них мы расскажем вам в следующей статье.

  💥 Видео

  РЕШЕНИЕ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ😉 #shorts #егэ #огэ #математика #профильныйегэСкачать

  

  ТРИГОНОМЕТРИЯ ЗА 7 МИНУТ - Решение Тригонометрических уравнений / Подготовка к ЕГЭ по МатематикеСкачать

  

  Математика| Преобразование тригонометрических выражений. Формулы и задачиСкачать

  

  частные случаи тригонометрических уравненийСкачать

  

  Решение тригонометрических уравнений. Метод понижения порядка. 10 класс.Скачать

  

  Тригонометрия в ЕГЭ может быть простойСкачать

  

  Решение тригонометрических уравнений. 10 класс.Скачать

  

  ДВОЙНЫЕ УГЛЫ И ФОРМУЛЫ ПРИВЕДЕНИЯ 😉 #shorts #егэ #огэ #математика #профильныйегэСкачать

  

  10 класс, 22 урок, Простейшие тригонометрические уравнения неравенстваСкачать

  

  Тригонометрические уравнения. Частные случаи для синуса и косинуса.Скачать

  

  Решение тригонометрических уравнений. Вебинар | МатематикаСкачать

  

  Простейшие тригонометрические уравнения. y=cosx. 1 часть. 10 класс.Скачать

  

  Решение тригонометрических уравнений. 10 класс.Скачать