Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

Простейшие тригонометрические уравнения

п.1. Решение простейших тригонометрических уравнений

Про аркфункции (обратные тригонометрические функции) и их свойства – см. §9-11 данного справочника.
Обобщим результаты решения простейших уравнений, полученные в этих параграфах.

УравнениеОДЗРешение
$$ sinx=a $$$$ -1leq aleq 1 $$begin x=(-1)^k arcsin a+pi kLeftrightarrow\ Leftrightarrow left[ begin x_1=arcsin a+2pi k\ x_2=pi-arcsin a+2pi k end right. end
$$ cosx=a $$$$ -1leq aleq 1 $$begin x=pm arccos a+2pi k end
$$ tgx=a $$$$ ainmathbb $$begin x=arctga+pi k end
$$ ctgx=a $$$$ ainmathbb $$begin x=arcctga+pi kLeftrightarrow\ Leftrightarrow x=arctgfrac1a+pi k end

Частные случаи, для которых запись результата отличается от общей формулы:

a=0a=-1a=1
$$ sinx=a $$$$ x=pi k $$$$ -fracpi2+2pi k $$$$ fracpi2+2pi k $$
$$ cosx=a $$$$ x=fracpi2+pi k $$begin pi+2pi k end

begin 2pi k end
begin sinx=frac<sqrt>\ x=(-1)^k arcsinfrac<sqrt>+pi k=(-1)^kfracpi4+pi kLeftrightarrow left[ begin x_1=fracpi4+2pi k\ x_2=frac+2pi k end right. end Как решать уравнения с тангенсом в квадрате
begin ctgx=3\ x=arcctg3+pi kLeftrightarrow x=arctgfrac13+pi k end Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

п.2. Решение уравнений с квадратом тригонометрической функции

К простейшим также можно отнести уравнения вида:

УравнениеОДЗРешение
$$ sin^2x=a $$$$ 0leq aleq 1 $$begin x=pm arcsinsqrt+pi k end
$$ cos^2x=a $$$$ 0leq aleq 1 $$begin x=pm arccossqrt+pi k end
$$ tg^2x=a $$$$ ageq 0 $$begin x=pm arctgsqrt+pi k end
$$ ctg^2x=a $$$$ ageq 0 $$begin x=pm arcctgsqrt+pi k end
begin cos^x=frac14\ x=pm arccosfrac12+pi k=pmfracpi3+pi k end Как решать уравнения с тангенсом в квадратеbegin tg^2x=1\ x=pm arctg1+pi k=pmfracpi4+pi k end Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

п.3. Различные формы записи решений

Как известно, в тригонометрии все функции связаны между собой базовыми отношениями (см. §12 данного справочника). Если нам известна одна из функций, мы можем без труда найти все остальные. Преобразования в уравнениях приводят к тому, что решение может быть записано через любую из этих функций.
Кроме того, понижение степени или универсальная подстановка (см. §15 данного справочника) приводят к увеличению или уменьшению исходного угла в 2 раза, и ответ может оказаться очень непохожим на решения, полученные другими способами для того же уравнения.

Как решать уравнения с тангенсом в квадратеРешим уравнение (sin^2x=0,64)
Для квадрата синуса решение имеет вид: begin x=pm arcsinsqrt+pi k=\ =pm arcsin0,8+pi k end На числовой окружности этому решению соответствуют 4 базовых точки, которые можно представить по-разному: begin x=pm arcsin0,8+pi k=\ =pm arccos0,6+pi k=\ =pm arctgfrac43+pi k end

Если решать уравнение с помощью формулы понижения степени, получаем: begin sin^2x=frac=0,64Rightarrow 1-cos2x=1,28Rightarrow cos2x=-0,28Rightarrow\ Rightarrow 2x=pm arccos(-0,28)+2pi kRightarrow x=pmfrac12 arccos(-0,28)+pi k end Если же решать уравнение с помощью универсальной подстановки: begin sin^2x=left(frac<2tgfrac><1+tg^2frac>right)^2=0,64Rightarrowfrac<2tgfrac><1+tg^2frac>=pm 0,8Rightarrow 1+tg^2frac=pm 2,5tgfracRightarrow\ left[ begin tg^2frac+2,5tgfrac+1=0\ tg^2frac-2,5tgfrac+1=0 end right. Rightarrow left[ begin left(tgfrac+2right)left(tgfrac+frac12right)=0\ left(tgfrac-2right)left(tgfrac-frac12right)=0 end right. Rightarrow left[ begin tgfrac=pm 2\ tgfrac=pmfrac12 end right. Rightarrow\ Rightarrow left[ begin x=pm arctg2+2pi k\ x=pm 2arctgfrac12+2pi k end right. end Таким образом, решая одно и то же уравнение, мы получаем очень разные по виду ответы. Однако, при проверке, все полученные множества решений совпадают.

п.4. Примеры

Пример 1. Решите уравнение обычным способом и с помощью универсальной подстановки. Сравните полученные ответы и множества решений. Сделайте вывод.
a) (sin x=frac<sqrt>)

Как решать уравнения с тангенсом в квадратеОбычный способ: begin x=(-1)^k arcsinfrac<sqrt>+pi k=(-1)^kfracpi3 +pi k Leftrightarrow\ Leftrightarrow left[ begin x=fracpi3+2pi k\ x=frac+2pi k end right. end 2 базовых точки на числовой окружности.

Универсальная подстановка: begin sinx=frac<2tgfrac><1+tg^2frac>Rightarrow 1+tg^2frac=frac<2tgfrac><sqrt/2>Rightarrow tg^2frac-frac<sqrt>tgfrac+1=0\ D=left(-frac<sqrt>right)^2-4=frac-4=frac43, tgfrac=frac<frac<sqrt>pmfrac<sqrt>>Rightarrow left[ begin tgfrac=frac<sqrt>\ tgfrac=sqrt end right. \ left[ begin frac=fracpi6+pi k\ frac=fracpi3+pi k end right. Rightarrow left[ begin x=fracpi3+2pi k\ x=frac+2pi k end right. Leftrightarrow x=(-1)^kfracpi3+pi k end Ответы и множества решений совпадают.
Ответ: ((-1)^kfracpi3+pi k)

Как решать уравнения с тангенсом в квадратеОбычный способ: begin 2x=pm arccosfrac12+2pi kRightarrow\ x=pmfrac12left(arccosfrac12+2pi kright)=\ =pmfrac12cdotfracpi3+pi k=pmfracpi6+pi k end 4 базовых точки на числовой окружности.

Универсальная подстановка: begin cos2x=frac=frac12Rightarrow 2(1-tg^2x)=1+tg^2xRightarrow 3tg^2x=1Rightarrow tgx=pmfrac<sqrt>\ x=pmfracpi6+pi k end Ответы и множества решений совпадают.
Ответ: (pmfracpi6+pi k)

в) (sinleft(frac+fracpi3right)=1)
Обычный способ: begin frac+fracpi3=fracpi2+2pi kRightarrow frac=fracpi2-fracpi3+2pi k=fracpi6+2pi kRightarrow x=fracpi 3+4pi k end Одна базовая точка на числовой окружности с периодом (4pi).
Универсальная подстановка: begin sinleft(frac+fracpi3right)=frac<2tgfrac<frac+fracpi3>><1+tg^2frac<frac+fracpi3>>=1Rightarrow tg^2left(frac+fracpi6right)-2tgleft(frac+fracpi6right)-2tgleft(frac+fracpi6right)+1=0Rightarrow\ left(tgleft(frac+fracpi6right)-1right)^2=0Rightarrow tgleft(frac+fracpi6right)=1Rightarrow frac+fracpi6=frac+pi kRightarrow\ Rightarrow frac=fracpi4-fracpi6+pi kRightarrow frac=frac+pi kRightarrow x=fracpi3+4pi k end Ответы и множества решений совпадают.
Ответ: (fracpi3+4pi k)

г*) (tgleft(3x+fracpi3right)=0)
Обычный способ: begin 3x+fracpi3=arctg0+pi k=pi kRightarrow 3x=-fracpi3+pi kRightarrow x=-fracpi9+frac end Универсальная подстановка: begin tgleft(3x+fracpi3right)=frac<2tgfrac><1-tg^2frac>=0Rightarrow tgfrac=0Rightarrowfrac=pi kRightarrow\ Rightarrow 3x+fracpi3=2pi k=3x=-fracpi3+2pi kRightarrow=-fracpi9+frac end При использовании универсальной подстановки потеряна половина корней (период увеличился в 2 раза). Это связано с тем, что мы отбросили еще одно решение: (tgfracrightarrowinfty) — значение тангенса у асимптот. Действительно, в этом случае дробь стремится к 0, что удовлетворяет уравнению. Получаем: begin frac=fracpi2+pi kRightarrow 3x+fracpi3=pi+2pi kRightarrow 3x=frac+2pi kRightarrow x=frac+frac end Таким образом, мы получили два семейства решений: begin left[ begin x=-fracpi9+frac\ x=frac+frac end right. end Представим последовательности решений в градусах, подставляя возрастающие значения (k): begin left[ begin x=-20^+120^k=left<. -20^,100^,220^. right>\ x=40^+120^k=left<. 40^,160^,280^. right> end right. end Теперь представим полученное обычным способом решение в градусах: $$ x=-fracpi9+frac=-20^+60^k=left<. -20^,40^,100^,160^,220^,280^. right> $$ Получаем, что: begin left[ begin x=-fracpi9+frac\ x=frac+frac end right. Leftrightarrow x=-fracpi9+frac end Ответы и множества решений после учета значений у асимптот совпадают.
Ответ: (-fracpi9+frac)

Вывод: при использовании универсальной подстановки нужно быть аккуратным и помнить о возможности потерять корни. Семейство бесконечных решений для тангенса (frac=fracpi2+pi k), т.е. (x=pi+2pi k) нужно проверять как возможное решение для исходного уравнения отдельно.

При использовании универсальной подстановки можно потерять часть корней исходного тригонометрического уравнения.
Поэтому вместе с универсальной подстановкой проверяется также дополнительное возможное решение для бесконечного тангенса половинного угла: (x=pi+2pi k). begin f(sin(x), cos(x). )=0Leftrightarrow\ left[ begin fleft(tgleft(fracright)right)=0\ (?) x=pi+2pi k end right. end где слева – исходное уравнение, а справа – универсальная подстановка и дополнительное возможное (не обязательное) семейство решений.

Пример 2. Решите уравнение обычным способом и с помощью формул понижения степени. Сравните полученные ответы и множества решений. Сделайте вывод.
a) (sin^2x=frac34)

Как решать уравнения с тангенсом в квадратеОбычный способ: begin x=pm arcsinsqrt+pi k=pm arcsinfrac<sqrt>+pi k=pmfracpi3+pi k end

Формулы понижения степени: begin sin^2x=frac=frac34Rightarrow 1-cos2x=frac32Rightarrow cos2x=-frac12Rightarrow\ Rightarrow 2x=pm arccosleft(-frac12right)+2pi k=pmfrac+2pi kRightarrow x=pmfracpi3+pi k end Ответы и множества решений совпадают.
Ответ: (pmfracpi3+pi k)

Как решать уравнения с тангенсом в квадратеОбычный способ: begin 2x=pm arccossqrt+pi k=pm 0+pi k=pi kRightarrow x=frac end Формулы понижения степени: begin cos^2 2x=frac=1Rightarrow 1+cos4x=2Rightarrow\ cos4x=1Rightarrow 4x=0+2pi k=2pi kRightarrow x=frac end

Ответы и множества решений совпадают.
Ответ: (frac)

Как решать уравнения с тангенсом в квадратеОбычный способ: begin frac+fracpi3=pm arcsinsqrt+pi k=pm arcsinfrac12+pi=pmfracpi6+pi k\ frac=-fracpi3pmfracpi6+pi k= left[ begin fracpi2+pi k\ -fracpi6+pi k end right. Rightarrow x= left[ begin -pi+2pi k\ -fracpi3+2pi k end right. end

Формулы понижения степени: begin sin^2left(frac+fracpi3right)=frac<1-cosleft(2left(frac+fracpi3right)right)>=frac14Rightarrow 1-cosleft(x+fracright)=frac12Rightarrow\ Rightarrow cosleft(x+fracright)=frac12Rightarrow x+frac=pm arccosleft(frac12right)+2pi kRightarrow\ Rightarrow x=-fracpmfracpi3+2pi k= left[ begin -pi+2pi k\ -fracpi3+2pi k end right. end Ответы и множества решений совпадают.
Ответ: (-pi+2pi k, -fracpi3+2pi k)

Как решать уравнения с тангенсом в квадратеОбычный способ: begin x+fracpi4=pm arctgsqrt+pi k=pmfracpi4+pi kRightarrow\ Rightarrow x=-fracpi4pmfracpi4+pi k= left[ begin -fracpi2+pi k\ pi k end right. end

Формулы понижения степени: begin cos^2left(x+fracpi4right)=frac<1+underbrace_>=frac12\ cos^2left(x+fracpi4right)=frac=frac12 Rightarrow cosleft(2x+fracpi2right)=0Rightarrow\ Rightarrow -sin2x=0Rightarrow sin2x=0 Rightarrow 2x=pi kRightarrow x=frac end Из чертежа видно, что begin left[ begin -fracpi2+pi k\ pi k end right. Leftrightarrow x=frac end Оба решения соответствуют 4 базовым точкам на числовой окружности через каждые 90°. Множества решений совпадают. Ответы не совпадают, но являются равнозначными.
Ответ: (frac)
Вывод: формулы понижения степени не расширяют и не урезают множество корней исходного уравнения. Полученные ответы либо совпадают, либо нет, но всегда являются равнозначными.

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

10 класс, 23 урок, Методы решения тригонометрических уравнений

Как решать тригонометрические уравнения, сводящиеся к квадратным — примеры

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

Решение тригонометрических уравнений. Подготовка к ЕГЭ | Математика TutorOnline

Основные понятия по теме

Тригонометрическими уравнениями называют уравнения с неизвестной, которая расположена строго под знаком тригонометрической функции.

Квадратные тригонометрические уравнения являются такими уравнениями, которые имеют вид:

a sin 2 x + b sin x + c = 0

Здесь a отлично от нуля.

Тригонометрические уравнения, сводящиеся к квадратным, обладают следующими признаками:

  1. Наличие в уравнении тригонометрических функций от одного аргумента, либо таких, которые можно просто свести к одному аргументу.
  2. Присутствие в уравнении единственной тригонометрической функции, либо все функции можно свести к одной.

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

Решение тригонометрических уравнений. Однородные уравнения. 10 класс.

Правила решения тригонометрических уравнений сводящихся к квадратным

Рассмотрим случай, когда преобразованное уравнение записано таким образом:

a f 2 ( x ) + b f ( x ) + c = 0

При этом а отлично от нуля, f ( x ) является одной из функций sin x , cos x , tg x , ctg x .

Тогда данное уравнение путем замены f ( x ) = t сводится к квадратному уравнению.

Существует ряд правил, позволяющих решать тригонометрические уравнения, сводящиеся к квадратным. Данная информация будет полезна при выполнении самостоятельных работ и практических заданий в десятом классе.

sin 2 α + cos 2 α = 1 tg α · ctg α = 1 tg α = sin α cos α ctg α = cos α sin α 1 + tg 2 α = 1 cos 2 α 1 + ctg 2 α = 1 sin 2 α ▸

Формулы двойного угла:

sin 2 α = 2 sin α cos α cos 2 α = cos 2 α — sin 2 α sin α cos α = 1 2 sin 2 α cos 2 α = 2 cos 2 α — 1 cos 2 α = 1 — 2 sin 2 α tg 2 α = 2 tg α 1 — tg 2 α ctg 2 α = ctg 2 α — 1 2 ctg α ▸

Последовательность действий при решении тригонометрических уравнений, сводящихся к квадратным:

  • выражение одной тригонометрической функции с помощью другой путем применения основных тождеств;
  • выполнение подстановки;
  • преобразование уравнения;
  • введение обозначения, к примеру, sin x = y;
  • решение квадратного уравнения;
  • обратная замена;
  • решение тригонометрического уравнения.

Рассмотрим решение тригонометрического уравнения:

6 cos 2 x — 13 sin x — 13 = 0

cos 2 α = 1 — sin 2 α

В результате уравнение преобразуется таким образом:

6 sin 2 x + 13 sin x + 7 = 0

Заменим sin x на t. Зная, что ОДЗ синуса sin x ∈ [ — 1 ; 1 ] , запишем, t ∈ [ — 1 ; 1 ] . Тогда:

6 t 2 + 13 t + 7 = 0

Заметим, что t 1 не соответствует условиям. Выполним обратную замену и получим решение уравнения:

sin x = — 1 ⇒ x = — π 2 + 2 π n , n ∈ ℤ .

Разберем другой пример:

5 sin 2 x = cos 4 x — 3

Воспользуемся уравнением двойного угла для косинуса:

cos 2 α = 1 — 2 sin 2 α

cos 4 x = 1 — 2 sin 2 2 x

Подставим значения и преобразуем уравнение:

2 sin 2 2 x + 5 sin 2 x + 2 = 0

Заменим sin 2 x на t. Зная, что ОДЗ для синуса sin 2 x ∈ [ — 1 ; 1 ] , можно записать:

2 t 2 + 5 t + 2 = 0

Заметим, что t 1 является посторонним, так как не соответствует условию. Путем обратной замены получим:

sin 2 x = — 1 2 ⇒ x 1 = — π 12 + π n , x 2 = — 5 π 12 + π n , n ∈ ℤ .

Видео:ТРИГОНОМЕТРИЯ ЗА 10 МИНУТ — Arcsin, Arccos, Arctg, Arcсtg // Обратные тригонометрические функцииСкачать

ТРИГОНОМЕТРИЯ ЗА 10 МИНУТ —  Arcsin, Arccos, Arctg, Arcсtg // Обратные тригонометрические функции

Примеры решения задач с пояснениями

Найти корни уравнения:

tg x + 3 ctg x + 4 = 0

При tg x · ctg x = 1 имеем, что:

Заменим tg x на t. Зная, что ОДЗ тангенса tg x ∈ ℝ , запишем:

t + 3 t + 4 = 0 ⇒ t 2 + 4 t + 3 t = 0

Вспомним, что дробь может обладать нулевым значением при нулевом числителе и знаменателе, отличном от нуля. В результате:

Путем обратной замены получим:

Ответ: x = — arctg 3 + π n , x = — π 4 + π n , n ∈ ℤ .

Решить тригонометрическое уравнение на интервале ( — π ; π ) :

2 sin 2 x + 2 sin x — 2 = 0

Заменим sin x на t. В результате уравнение преобразуется:

2 t 2 + 2 t — 2 = 0

Определим дискриминант уравнения:

Таким образом, корни равны:

Исходя из того, что t = sin x ∈ [ — 1 ; 1 ] , можно сделать вывод о лишнем корне t 2 . В результате:

sin x = 2 2 ⇔ x = π 4 + 2 π n

x = 3 π 4 + 2 π m , n , m ∈ ℤ .

Выполним проверку корней на соответствие условиям задания:

— π π 4 + 2 π n π ⇔ — 5 8 n 3 8 ⇒ n = 0 ⇒ x = π 4 .

— π 3 π 4 + 2 π m π ⇔ — 7 8 m 1 8 ⇒ m = 0 ⇒ x = 3 π 4 .

Ответ: корни уравнения π 4 + 2 π n ; 3 π 4 + 2 π m ; n , m ∈ ℤ , из них соответствуют интервалу π 4 ; 3 π 4 .

Дано тригонометрическое уравнение, которое нужно решить на отрезке ( 0 ; π ) :

2 sin 2 x + 2 = 5 sin x

Заметим, что область допустимых значений определяет х как произвольное число. Перенесем члены в левую часть:

2 sin 2 x + 2 — 5 sin x = 0

Данное уравнение является квадратным по отношению к sin x . Заменим sin x на t. Тогда уравнение будет преобразовано таким образом:

2 t 2 — 5 t + 2 = 0

Исходя из того, что sin x ≤ 1 , sin x = 2 является лишним корнем. Таким образом:

Решениями sin x = a являются:

x = arcsin a + 2 π k

x = π — arcsin a + 2 π k

Здесь k ∈ ℤ . В результате, корнями уравнения sin x = 0 , 5 являются:

x = 5 π 6 + 2 π k

Определим, какие корни соответствуют интервалу:

0 π 6 + 2 π k π ⇔ — π 6 2 π k 5 π 6 ⇔ — 1 12 k 5 12

Заметим, что k ∈ ℤ . В таком случае из этих корней подходящими являются лишь те, что соответствуют условию k = 0:

Рассмотрим другие решения:

0 5 π 6 + 2 π k π ⇔ — 5 π 6 2 π k π 6 ⇔ — 5 12 k 1 12

Заметим, что k ∈ ℤ . В таком случае выберем решение при k = 0:

Ответ: корни уравнения π 6 + 2 π k , 5 π 6 + 2 π k , при k ∈ ℤ ; решения, соответствующие интервалу π 6 , 5 π 6 .

Решить уравнение на промежутке [ π ; 3 π ) :

ctg 2 x + 1 cos x — 11 π 2 — 1 = 0

Вспомним формулу приведения:

cos x — 11 π 2 = — sin x

Также пригодится формула:

ctg 2 x + 1 = 1 sin 2 x

1 sin 2 x — 1 — 1 sin x — 1 = 0 ⇔ 1 sin 2 x — 1 sin x — 2 = 0

Заменим 1 sin x на t. В результате:

Путем обратной замены получим:

sin x = — 1 ⇔ x = — π 2 + 2 π n , n ∈ ℤ sin x = 1 2 ⇔ x = π 6 + 2 π k ; x = 5 π 6 + 2 π m , k , m ∈ ℤ .

Определим подходящие решения:

Ответ: корни уравнения — π 2 + 2 π n ; π 6 + 2 π k ; 5 π 6 + 2 π m ; n , k , m ∈ ℤ , из них соответствуют интервалу 3 π 2 ; 13 π 6 ; 17 π 6 .

Определить корни уравнения на отрезке ( π ; 2 π ) :

cos ( 2 x ) + 3 2 sin x = 3

Область допустимых значений предусматривает произвольные значения для х. На первом этапе следует преобразовать уравнение с помощью формулы косинуса двойного угла и перенести члены уравнения в левую сторону:

1 — 2 sin 2 x + 3 2 sin x — 3 = 0 ⇔ 2 sin 2 x — 3 2 sin x + 2 = 0

Заметим, что в результате получено уравнение, которое является квадратным по отношению к sin x . Заменим sin x на t. В результате:

2 t 2 — 3 2 t + 2 = 0

t 1 , 2 = 3 2 ± 2 4

Исходя из того, что sin x ≤ 1 , делаем вывод о лишнем корне sin x = 2 . В результате:

Решения для уравнения sin x = a следующие:

x = arcsin a + 2 π k

x = π — arcsin a + 2 π k

Здесь k ∈ ℤ . В результате получим следующие решения для sin x = 2 2 :

x = 3 π 4 + 2 π k

Определим подходящие корни:

π π 4 + 2 π k 2 π ⇔ 3 π 4 2 π k 7 π 4 ⇔ 3 8 k 7 8

Заметим, что k ∈ ℤ . Тогда указанные корни не соответствуют интервалу ( π ; 2 π ) .

Определим корни, которые подходят к задаче:

π 3 π 4 + 2 π k 2 π ⇔ π 4 2 π k 5 π 4 ⇔ 1 8 k 5 8

Зная, что k ∈ ℤ , можно сделать вывод об отсутствии корней, которые соответствуют интервалу ( π ; 2 π ) .

Ответ: корни уравнения π 4 + 2 π k , 3 π 4 + 2 π k , где k ∈ ℤ , решения, соответствующие интервалу, отсутствуют.

Требуется найти решения тригонометрического уравнения:

3 tg 4 2 x — 10 tg 2 2 x + 3 = 0

Корни нужно записать в соответствии с интервалом — π 4 ; π 4

Область допустимых значений в данном случае:

Заменим tg 2 2 x на t, при t ⩾ 0 . Уравнение будет преобразовано таким образом:

3 t 2 — 10 t + 3 = 0

Путем обратной замены получим:

Можно сделать вывод о выполнении условия относительно области допустимых значений при найденных значениях х . Тогда остается отобрать нужные корни:

— π 4 π 6 + π 2 n 1 π 4 ⇒ — 5 6 n 1 1 6 ⇒ n 1 = 0 ⇒ x = π 6

Вычислим еще три решения, которые включены в заданный интервал:

x = — π 12 ; — π 6 ; π 12 .

Ответ: корнями уравнения являются ± π 6 + π 2 n , ± π 12 + π 2 m , n , m ∈ ℤ , из них соответствуют промежутку — π 6 ; — π 12 ; π 12 ; π 6 .

Видео:Математика| Преобразование тригонометрических выражений. Формулы и задачиСкачать

Математика| Преобразование тригонометрических выражений. Формулы и задачи

Простейшие тригонометрические уравнения с тангенсом и котангенсом

Чтобы уверенно решать простейшие уравнения с тангенсом или котангенсом нужно знать значения стандартных точек на круге и стандартные значения на осях тангенсов и котангенсов (если в этом материале есть пробелы, читайте « Как запомнить тригонометрический круг »).

Видео:Тригонометрические уравнения. ЕГЭ № 12 | Математика | TutorOnline tutor onlineСкачать

Тригонометрические уравнения. ЕГЭ № 12 | Математика | TutorOnline tutor online

Алгоритм решения простейших уравнений с тангенсом

Давайте с вами рассмотрим типичное уравнение, например, (tg⁡x=sqrt).

Пример. Решить уравнение (tg⁡x=sqrt).

Чего от нас здесь хотят? Чтобы мы написали все такие значения угла в Пи, для которых тангенс равен корню из трех. Причем написать надо именно все такие углы. Давайте нарисуем тригонометрический круг и ось тангенсов…

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

…и обозначим то место на оси, куда мы должны попасть в итоге.

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

Теперь найдем через какие точки на окружности мы должны идти, чтобы попасть в этот самый корень из трех –проведем прямую через начало координат и найденную точку на оси тангенсов.

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

Точки найдены. Давайте подпишем значение одной из них…

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

…и запишем окончательный ответ – все возможные варианты значений в Пи, находящиеся в отмеченных точках: (x=frac+πn), (n∈Z).

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

Замечание. Вы, наверно, обратили внимание, что в отличие от уравнений с синусом и косинусом , здесь записывается только одна серия корней, причем в формуле добавляется (πn), а не (2πn). Дело в том, что в любом уравнении с тангенсом решением получаются две точки на окружности, которые находятся друг от друга на расстоянии (π). Благодаря этому значение обеих точек можно записать одной формулой в виде (x=t_0+πn), (n∈Z).

Пример. Решить уравнение (tg⁡x=-1).

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

Итак, окончательный алгоритм решения подобных задач выглядит следующим образом:

Шаг 1. Построить окружность, оси синусов и косинусов, а также ось тангенсов.

Шаг 2. Отметить на оси тангенсов значение, которому тангенс должен быть равен.

Шаг 3. Соединить прямой линией центр окружности и отмеченную точку на оси тангенсов.

Шаг 4. Найти значение одной из точек на круге.

Шаг 5. Записать ответ используя формулу (x=t_0+πn), (n∈Z) (подробнее о формуле в видео), где (t_0) – как раз то значение, которые вы нашли в шаге 4.

Специально для вас мы сделали удобную табличку со всеми шагами алгоритма и разными примерами к нему. Пользуйтесь на здоровье! Можете даже распечатать и повесить на стенку, чтоб больше никогда не ошибаться в этих уравнениях.

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

Видео:Решение уравнений вида tg x = a и ctg x = aСкачать

Решение уравнений вида tg x = a и ctg x = a

Алгоритм решения простейших уравнений с котангенсом

Сразу скажу, что алгоритм решения уравнений с котангенсом почти такой же, как и с тангенсом.

Шаг 1. Вопрос у нас практически тот же – из каких точек круга можно попасть в (frac<sqrt>) на оси котангенсов?
Строим круг, проводим нужные оси.

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

Теперь отмечаем на оси котангенсов значение, которому котангенс должен быть равен…

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

…и соединяем центр окружности и точку на оси котангенсов прямой линией.

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

По сути точки найдены. Осталось записать их все. Вновь определяем значение в одной из них…

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

…и записываем окончательный ответ по формуле (x=t_0+πn), (n∈Z), потому что у котангенса период такой же как у тангенса: (πn).

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

Кстати, вы обратили внимание, что ответы в задачах совпали? Здесь нет ошибки, ведь для любой точки круга, тангенс которой равен (sqrt), котангенс будет (frac<sqrt>).

Разберем еще пример, а потом подведем итог.

Пример. Решить уравнение (ctg⁡x=-1). Здесь подробно расписывать не буду, так как логика полностью аналогична вышеизложенной.

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

Итак, алгоритм решения простейших тригонометрических уравнений с котангенсом:

Шаг 1. Построить окружность и оси синусов и косинусов, а также ось котангенсов.

Шаг 2. Отметить на оси котангенсов значение, которому котангенс должен быть равен.

Шаг 3. Соединить центр окружности и точку на оси котангенсов прямой линией.

Шаг 4. Найти значение одной из точек на круге.

Шаг 5. Записать ответ используя формулу (x=t_0+πn), (n∈Z), где (t_0) – как раз то значение, которые вы нашли в шаге 4. И табличка в награду всем дочитавшим до этого места.

Как решать уравнения с тангенсом в квадрате

Примечание. Возможно, вы обратили внимание, что при решении примеров 2 и 3 в обеих табличках мы использовали функции (arctg) и (arcctg). Если вы не знаете, что это – читайте эту статью.

💥 Видео

Синус, косинус, тангенс, котангенс за 5 МИНУТСкачать

Синус, косинус, тангенс, котангенс за 5 МИНУТ

ТРИГОНОМЕТРИЯ | Синус, Косинус, Тангенс, КотангенсСкачать

ТРИГОНОМЕТРИЯ | Синус, Косинус, Тангенс, Котангенс

Тангенс равен -1? / Тригонометрические уравнения / ПРОФИЛЬ ЕГЭ #77376Скачать

Тангенс равен -1? / Тригонометрические уравнения / ПРОФИЛЬ ЕГЭ #77376

Как решать тригонометрические неравенства?Скачать

Как решать тригонометрические неравенства?

Тригонометрические функции, y=tgx и y=ctgx, их свойства и графики. 10 класс.Скачать

Тригонометрические функции, y=tgx и y=ctgx,  их свойства и графики. 10 класс.

18+ Математика без Ху!ни. Формулы ПриведенияСкачать

18+ Математика без Ху!ни. Формулы Приведения

Как видеть тангенс? Тангенс угла с помощью единичного круга.Скачать

Как видеть тангенс? Тангенс угла с помощью единичного круга.

Тригонометрия | Математика ЕГЭ 10 класс | УмскулСкачать

Тригонометрия | Математика ЕГЭ 10 класс | Умскул

8 класс, 29 урок, Синус, косинус и тангенс острого угла прямоугольного треугольникаСкачать

8 класс, 29 урок, Синус, косинус и тангенс острого угла прямоугольного треугольника

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

Простейшие тригонометрические уравнения. y=sinx. 1 часть. 10 класс.

10 класс, 22 урок, Простейшие тригонометрические уравнения неравенстваСкачать

10 класс, 22 урок, Простейшие тригонометрические уравнения неравенства

СИНУС КОСИНУС ТАНГЕНС угла 10 класс РЕШЕНИЕ ПРИМЕРОВСкачать

СИНУС КОСИНУС ТАНГЕНС угла 10 класс РЕШЕНИЕ ПРИМЕРОВ

Как решать тригонометрическое уравнение tgx=ctgx Уравнение с тангенсом и котангенсом ОДЗ в уравненииСкачать

Как решать тригонометрическое уравнение tgx=ctgx Уравнение с тангенсом и котангенсом ОДЗ в уравнении
Поделиться или сохранить к себе: