Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравненииОтбор корней в тригонометрических уравнениях

Практика приемных экзаменов в вузы показывает, что при решении тригонометрических уравнений абитуриенты нередко затрудняются как в выборе способа решения уравнения, так и при отборе его корней.

Проблема отбора корней, отсеивания лишних корней при решении тригонометрических уравнений специфична. Лишние корни могут появиться вследствие того, что в процессе решения произошло расширение области определения уравнения. Запись ответа тригонометрического уравнения часто связана с понятиями объединения и пересечения множеств. Обычно при решении таких уравнений получают серии корней, и в окончательном варианте ответ записывают в виде объединения этих серий. Но как быть, если эти серии пересекаются? Надо ли исключать повторяющиеся корни решения или этого можно не делать?

С понятием пересечения множеств связан и еще один важный вопрос: в ответе не должно быть значений переменной, при которых выражения в левой или правой частях уравнения не определены. Такие значения надо исключить. Для этого надо уметь находить пересечение различных серий.

В предлагаемой работе на конкретных примерах рассматриваются различные способы и приемы при выборе ответа. Надеемся, что данная работа поможет учителям старших классов и самим учащимся при подготовке к вступительным экзаменам в вузы.

1. Отбор чисел на тригонометрическом круге

Проблему отбора корней, отсеивания лишних корней при решении тригонометрических уравнений часто можно решить с помощью изображения чисел на тригонометрическом круге. В ряде случаев этот прием, на наш взгляд, более наглядный и убедительный.

Пример 1. cos x + cos 2x – cos 3x = 1.

2sin x sin 2x – 2sin 2 x = 0,

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении.

Из рис. 1 видно, что серия x3(*) включает в себя один из корней серии x1( · ).

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Ответ: Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 2. tg x + tg 2x – tg 3x = 0.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Серия x2(*) не удовлетворяет ОДЗ (рис. 2). Серия x1( o ) входит в серию x3( · ), поэтому ответ можно записать одной формулой: Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 3. Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

sin 2x (2cos 2x cos x + cos 7x) = 0,

sin 2x (cos 3x + cos x + cos 7x) = 0,

sin 2x (cos 3x + 2cos 4x cos 3x) = 0,

sin 2x cos 3x (1 + 2cos 4x) = 0,

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Объединяя все три серии корней, ответ можно записать так: Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 4. sin 2 x + sin 2 2x = sin 2 3x.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

– (cos 2x + cos 4x) + 1 + cos 6x = 0,

– 2cos 3x cos x + 2cos2 3x = 0,

cos 3x (cos 3x – cos x) = 0,

cos 3x sin 2x sin x = 0,

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Серия корней x2 содержится в серии x1 и x3, в чем легко убедиться, изобразив их различными точками на круге, поэтому

ответ: Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 5. sin x + sin 7x – cos 5x + cos (3x – 2 p ) = 0.

2sin 4x cos 3x + 2sin 4x sin x = 0,

sin 4x (cos 3x + sin x) = 0,

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Серия x2 содержится в серии корней x1, а на круге (рис. 4) изобразим точками серии x1( · ) и x3(О), которые не совпадают.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 6. ctg 2x + 2ctg x – tg 2x = sin 5x.

Посторонние корни в тригонометрическом уравненииОДЗ

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Учитывая ОДЗ, получим Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 7. Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Иногда случается, что часть серии входит в ответ, а часть нет.
Нанесем на тригонометрический круг (рис. 6) все числа серии Посторонние корни в тригонометрическом уравнении
и выбросим корни, удовлетворяющие условию Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Оставшиеся решения из серии x1 можно объединить в формулу Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

2. Отбор корней в тригонометрическом уравнении алгебраическим способом

Изображение корней на тригонометрическом круге не всегда удобно, когда период меньше 2 p .

Пример 8. sin 2 2x + sin 2 3x + sin 2 4x + sin 2 5x = 2.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

cos 4x + cos 6x + cos 8x + cos 10x = 0,

2cos 5x cos x + 2cos 9x cos x = 0,

cos x cos 2x cos 7x = 0.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

«Период» серий равен p. Рассмотрим те корни из серий x1, x2, x3, которые попадают в промежуток [0; p ]. Это будут:

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Сразу видно, что серия x1 содержится в серии x3, а серии x2 и x3 не пересекаются. Значит, ответ можно записать в виде .

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Способ алгебраический. Общим знаменателем в сериях x1 и x2 будет 4:

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Если x1 = x2, то 2 + 4k = 1 + 2l, но слева – четное число, а справа – нечетное. Равенство невозможно, серии x1 и x2 не пересекаются. Аналогично получаем, что серии х3 и х2 тоже не пересекаются, а вот для серий x1 и x3 получаются формулы

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Из равенства 7 + 14k = 1 + 2m получаем m = 7k + 3. Это означает, что для всякого k найдется целое m такое, что будет выполняться равенство 7 + 14k = 1 + 2m, т. е. всякий корень из серии x1 встретится и в серии x3, поэтому серия x1 содержится в серии x3, и в ответе писать ее не надо.

При решении некоторых тригонометрических уравнений их заменяют эквивалентной системой уравнений, а затем находят пересечение множеств решений. Эти пересечения часто найти легко. Но иногда для нахождения решений необходимо решать диафантово уравнение (ax + by = c).

Пример 9. Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

В данном случае сделать отбор решений на тригонометрическом круге неудобно, так как периоды серий разные. Найдем такие целые k, при которых x = p + 2 p k имеет посторонние корни, удовлетворяющие условию x № 3 p n, n О Z. Пусть p + 2 p k = 3 p n; 1 + 2k = 3n. Отсюда n = 2m + 1 Ю k = 3m + 1. Итак, посторонние корни в серии x = p + 2 p k будет при k = 3m + 1, m О Z.

Пример 10. cos 7x (sin 5x – 1) = 0.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пересекаются ли эти серии? Из равенства

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

следует 5k = 14n + 1. Выразим ту неизвестную, коэффициент при которой меньше по абсолютной величине:

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении– целое число.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Ответ можно записать в виде

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении.

Пример 11. Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Поскольку наибольшее значение функции y = cos t равно 1, уравнение равносильно системе

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Решением уравнения является пересечение серий x1 и x2, т. е. нам надо решить уравнение Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Из него получаем уравнение, имеющее решение k = 8t, n = 3t.

Пример 12. Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Решением уравнения является пересечение серий x1 и x2;

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении,

где Посторонние корни в тригонометрическом уравнении– целое число;

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 13. Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

sin 2x sin 4x = 2sin x sin 3x cos x,

sin 2x sin 4x = sin 2x sin 3x,

sin 2x (sin 4x – sin 3x) = 0,

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Остается проверить, лежат ли они в области x О R, Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Серию x1 проверить легко: поскольку Посторонние корни в тригонометрическом уравнении,

а при n, кратных 8, n = 8l (l О Z), получается как раз x № 2 p l, вся серия x1 исключается. Сложнее обстоит дело с серией x2. Здесь надо выяснить, при каких целых k найдется такое n, что выполняется равенство Посторонние корни в тригонометрическом уравнении,

и исключить такие k. Последнее уравнение приводится к виду 8k + 4 = 7n, причем решать это уравнение надо в целых числах. Из него следует, что n = 4l, поскольку левая часть уравнения делится на 4. Подставляя n = 4l в уравнение, получаем 8k + 4 = 28l, откуда 2k + 1 = 7l. Далее, l должно быть нечетно, l = 2t + 1; поэтому 2k + 1 = 14t + 7, k = 7t + 3. Вот решение и получилось:

Ответ: Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

3. Отбор корней в тригонометрическом уравнении с некоторыми условиями

Изложенные выше способы отбора корней в тригонометрических уравнениях не всегда применяются в чистом виде: выбор способа зависит от конкретных условий, но иногда эти способы комбинируются.

Пример 14. Найти корни уравнения sin 2x = cos x | cos x |,

удовлетворяющие условию x О [0; 2 p ].

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Условию cos x і 0 удовлетворяют Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

из серии Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

из серии Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Наконец, Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 15. Найти все решения уравнения Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

удовлетворяющие условию Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

так как Посторонние корни в тригонометрическом уравнениито

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 16. Найти все решения уравнения Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

принадлежащие отрезку Посторонние корни в тригонометрическом уравнении.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Отметим ОДЗ на тригонометрическом круге (рис. 9):

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Отрезку Посторонние корни в тригонометрическом уравнениипринадлежит только один промежуток из ОДЗ, а именно Посторонние корни в тригонометрическом уравнении.

Решим уравнение и выберем корни, принадлежащие этому промежутку:

1 + sin 2x = 2cos 2 3x Ю sin 2x = cos 6x,

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Из серии Посторонние корни в тригонометрическом уравнениипри n = 2 имеем

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Из серии Посторонние корни в тригонометрическом уравнениипри n = 5 имеем

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 17. Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Ответ: Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 18. Найти все корни уравнения Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

которые удовлетворяют условию Посторонние корни в тригонометрическом уравнении.

10sin 2 x = – cos 2x + 3 Ю 10sin 2 x = 2sin 2 x – 1 + 3,

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Выберем корни, удовлетворяющие условию задачи. Из серии Посторонние корни в тригонометрическом уравненииПосторонние корни в тригонометрическом уравнении

При Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

при Посторонние корни в тригонометрическом уравнении.

Аналогично выберем корни, удовлетворяющие условию задачи, из второй серии. Это будут Посторонние корни в тригонометрическом уравнении.

Пример 19. Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

sin x и cos x должны быть одинакового знака, а, учитывая первое неравенство, только при sin x > 0 и cos x > 0 система совместна. Значит, x оканчивается в первой четверти. Имеем

1 + 2sin x cos x = 4sin x cos x Ю sin 2x = 1,

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Ответ: Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 20. Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Ответ: Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Пример 21. Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

а) Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Но ctg x 0. Решений нет.

б) Посторонние корни в тригонометрическом уравненииПосторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Ответ: Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении.

Примеры для самостоятельного решения

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

7. Найти все решения уравнения, принадлежащие указанным промежуткам:

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Л. Максименко,
Р. Зинченко,
г. Ангарск

Видео:Отбор корней по окружностиСкачать

Отбор корней по окружности

math4school.ru

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Видео:3,5 способа отбора корней в тригонометрии | ЕГЭ по математике | Эйджей из ВебиумаСкачать

3,5 способа отбора корней в тригонометрии | ЕГЭ по математике | Эйджей из Вебиума

Ошибки в уравнениях

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

При выполнении контрольных, тестовых и экзаменационных работ по математике учащиеся решают самые разнообразные уравнения, отличающиеся по тематике и по сложности. Разобрать все ошибки, которые при этом допускаются, не представляется возможным. Ниже предлагаются примеры лишь наиболее распространенных ошибок и анализ ситуаций, в которых эти ошибки допускаются.

Потеря корней

При решении уравнений из-за выполнения нетождественных преобразований может произойти либо потеря корней , либо появление посторонних корней .

При выполнении нетождественных преобразований в процессе решения уравнения может произойти сужение области допустимых значений неизвестного , а значит, корни могут оказаться потерянными.

K Упражнение. Решить уравнение lg (x – 10) 2 + lg x 2 = 2lg 24 .

L Неправильное решение.

2lg (x – 10) + 2lg x = 2lg 24,

Произвели проверку и убедились, что все корни удовлетворяют данному уравнению.

Комментарий . Из-за неправильного применения формул произошло сужение области допустимых значений неизвестного.

J Правильное решение.

Ответ: –2; 4; 6 и 12.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

При делении обеих частей уравнения на выражение, содержащее неизвестное , могут быть потеряны корни, которые обращают эти выражения в ноль.

K Упражнение 1. Решить уравнение 3 х ( х 2 – 2 х – 3) = 9 ( х 2 – 2 х – 3) .

L Неправильное решение.

Разделим обе части уравнения на квадратный трехчлен, записанный в скобках, и получим:

J Правильное решение.

Перенесем правую часть исходного уравнения влево и вынесем общий множитель за скобки:

K Упражнение 2. Решить уравнение lg 2 x – lg x = 0 .

L Неправильное решение.

Разделим обе части уравнения на lg x и получим:

J Правильное решение.

Необходимо помнить, что обычно легче исключить посторонний корень, чем найти потерянный.

Посторонние корни

При решении уравнений существуют два диаметрально противоположных мнения относительно полученного результата. Одни считают, что проверка должна производиться всегда, другие считают ее необязательной. На самом деле проверка полученных корней в одних случаях является обязательной и является частью решения уравнения, а в других случаях в проверке необходимости нет.

Проверка полученного решения уравнения обычно делается с целью исключения посторонних корней, которые чаще всего появляются в результате нетождественных преобразований, приводящих к расширению области допустимых значений переменного. Рассмотрим далее некоторые случаи появления посторонних корней.

Это может случиться при умножении обеих частей дробного уравнения на выражение, содержащее неизвестную величину .

K Упражнение. Решить уравнение

5 – x5 + 3х= 0 .
x – 1x 2 – 1

L Неправильное решение.

Умножим все члены уравнения на х 2 – 1 и получим:

Комментарий . Был приобретен посторонний корень х = 1, в чем можно убедиться с помощью проверки .

J Правильный ответ: х = 0.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Появление посторонних корней может быть вызвано сокращением дроби на множитель, содержащий неизвестную величину .

K Упражнение. Решить уравнение

L Неправильное решение.

Заметим, что х 2 – 81 = (x – 9) (x + 9) и произведем сокращение дроби на x – 9 . Имеем:

Комментарий . Был приобретен посторонний корень х = 9 .

J Правильный ответ: решений нет.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Приведение подобных слагаемых с неизвестным в знаменателе, в том случае, если они взаимно уничтожаются, также может привести к приобретению постороннего корня.

K Упражнение. Решить уравнение

х 2 – 81
2+ х 2 –2– 4х = 0 .
3х 23х 2

L Неправильное решение.

После приведения подобных слагаемых получим:

Комментарий . Был приобретен посторонний корень х = 0 .

J Правильный ответ: 4 .

Заметим, что аналогичная ситуация может сложиться и для слагаемых, содержащих переменную под знаком корня или под знаком логарифма.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Очень часто посторонние корни появляются при возведении в четную степень обеих частей уравнения . Рассмотрим следующее иррациональное уравнение и на его примере – процесс появления посторонних корней.

K Упражнение. Решить уравнение √ х + 3 + √ 7 – х = 2 .

L Неправильное решение.

И число –2 , и число 6 содержатся в области допустимых значений переменной х , значит, являются решениями исходного уравнения.

Комментарий . Оба корня посторонние и были приобретены в процессе решения. Как же это произошло? Дело вот в чем. В процессе решения с помощью возведения в квадрат и элементарных преобразований мы перешли от уравнения

Последнему уравнению число –2 удовлетворяет, после подстановки получаем верное равенство 1 = 1 . Предыдущее же уравнение при подстановке –2 дает ложное равенство 1 = –1 , которое стало верным именно в результате возведения в квадрат, ведь 1 2 = (–1) 2 . Число –2 является корнем второго уравнения, для первого – посторонний корень. А вот число 6 не является корнем ни одного из них.

Шестерка выходит на арену при переходе от уравнения

которое уже имеет один корень –2 , к уравнению

Теперь возведение в квадрат превращает ложное равенство 2 = –2 в истинное равенство 4 = 4 , которые соответствуют этим уравнениям для случая х = 6 . Для последнего уравнения 6 – истинный корень, а для предпоследнего – ложный. И вот, путем преобразований мы получаем уравнение

для которого числа –2 и 6 — самые настоящие корни, а для исходного — посторонние. Два раза мы применяли возведение в квадрат и каждый раз приобретали посторонний корень, каждый из которых благополучно преодолел фильтр ОДЗ. В данном случае проверка обязательна.

J Правильный ответ: решений нет.

Необходимо помнить, что если область допустимых значений неизвестного найдена и при решении уравнения получены корни, принадлежащие ей, то проверка корней не нужна, только если при этом в процессе решения все преобразования были тождественными.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Если при решении уравнения используется тот факт, что произведение равно нулю, когда хотя бы один из множителей равен нулю , прежде чем писать ответ, необходимо убедиться, что все найденные корни удовлетворяют условию.

K Упражнение. Решить уравнение ( x – 5) (х + 2) √ х – 3 = 0 .

L Неправильное решение.

Перейдем от данного уравнения у совокупности уравнений:

Комментарий . Число –2 обращает подкоренное выражение х – 3 в отрицательное число, а значит не может быть корнем уравнения.

J Правильный ответ: 5 и 3 .

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Часто причиной изменения множества корней уравнения во время его преобразования является применение равенств, правая и левая части которых имеют разные области определения . Таких равенств много, вот некоторые из них:

x = x · y
y
tg ( x + y ) =tg x + tg y
1 – tg x · tg y
sin 2 x =2 tg x
1 + tg 2 x

В каждом из этих равенств область определения выражения, стоящего в правой части, является подмножеством области выражения, стоящего в левой части. Поэтому использование этих равенств слева направо может привести к потере корней, а справа налево – к появлению посторонних корней .

L Неправильное решение.

так как х ≥ 3 , то |х – 1| = х – 1 и

Комментарий . Применение формулы √ х · y = √ х · √ y привело к потере корня x = 1 . И вот почему. Исходное уравнение имеет область допустимых значений ∪[3; +∞) , а вот уже ОДЗ уравнения (left| x-1right|cdot sqrt=x-1) – только [3; +∞) , что и привело к потере 1 .

Можем порекомендовать возвести обе части исходного уравнения в квадрат. Это может привести к появлению посторонних корней, избавиться от которых проверкой, как правило, проще, чем заниматься поисками потерянных корней.

J Правильное решение.

(left(x-1 right)^2cdot left(x-3 right)=left(x-1 right)^2;)

(left(x-1 right)^2cdot left(x-3 right)-left(x-1 right)^2=0;)

(left(x-1 right)^2cdot left(x-4 right)=0;)

Проверкой убеждаемся, что оба корня действительные.

Ошибки, связанные с заменой переменной

При решении некоторых уравнений достаточно удачным является метод замены переменной . Но применение этого метода учащиеся осуществляют не всегда правильно.

Так необходимо помнить, что при наличии нескольких степеней заменять новой переменной надо ту, у которой показатель наименьший .

K Упражнение. Решить уравнение (5 left(x-3 right)^-6=left(x-3 right)^.)

L Неправильное решение.

Сделав замену ( left(x-3 right)^=t), считают, что ( left(x-3 right)^=t^2) и уравнение переписывают в виде 5t 2 – t – 6 = 0 , после чего, конечно, верный результат уже не получить.

J Правильное решение.

Верный результат можно получить, сделав замену ( left(x-3 right)^=t), тогда ( left(x-3 right)^=t^2) с продолжением:

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Правильно сделав замену и верно найдя значение вспомогательной переменной, учащиеся часто допускают ошибку, используя не то равенство, которым вспомогательная переменная вводилась .

K Упражнение. Решить уравнение х + 4 √ x – 5 = 0 .

L Неправильное решение.

Комментарий . После нахождения значений вспомогательной переменной t для нахождения х следовало использовать подстановку √ x = t , а не x = t 2 .

J Правильное решение.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

При решении иррациональных уравнений учащиеся чаще всего применяют метод возведения в соответствующую степень. В результате этого решения иррациональных уравнений получаются громоздкими и не всегда доводятся до конца .

K Упражнение. Решить уравнение (x^2-4x-sqrt=6.)

L Неправильное (нерациональное) решение.

Чаще всего данное уравнение начинают решать так:

Нередко продолжения решения не следует, так как с полученным уравнением четвертой степени справится не каждый.

Комментарий . В качестве альтернативы можно предложить способ введения новой переменной.

J Правильное решение.

и исходное уравнение принимает вид:

А дальше все просто:

Комментарий . Числа –2 и 6 не подвергались проверке осознанно. В данном случае после возведения в квадрат не могли появиться посторонние корни, так как и квадратный корень, и подкоренное выражение после возведения в квадрат заведомо равны положительным числам.

Ошибки, связанные с использованием модуля

При решении уравнений, в тех случаях, когда необходимо использовать понятия модуля и арифметического корня , допускаются серьезные ошибки, связанные либо с незнанием, либо с непониманием этих понятий.

K Упражнение 1. Решить уравнение (sqrt=9.)

L Неправильное решение.

J Правильное решение.

K Упражнение 2. Решить уравнение (sqrt=x+3.)

L Неправильное решение.

Ответ: корнем данного уравнения является любое действительное число.

J Правильное решение.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Учитывая, что решение уравнений, содержащих модуль, часто вызывает затруднения, приведем полное и развернутое решение одного из таких уравнений.

K Упражнение. Решить уравнение |x – 3| + |x –4| = 1 .

J Правильное решение.

Находим нули модулей, для |х – 3| это 3 , для |x – 4| это 4 , и разбиваем ими область допустимых значений неизвестного на числовые промежутки:

На каждом из этих промежутков исходное уравнение принимает свой вид.

1) при х ∈ (–∞; 3) исходное уравнение принимает вид:

так как 3 ∉ (–∞; 3 ) , то на этом промежутке решений нет;

2) при х ∈ [3; 4) исходное уравнение принимает вид:

что является истинным тождеством; значит, каждое число рассматриваемого промежутка [3; 4) является решением уравнения;

3) при х ∈ [4; +∞) исходное уравнение принимает вид:

так как 4 ∈ [4; +∞) , то 4 – корень уравнения.

Так как [3; 4)∪ = [3; 4] , то корнями исходного уравнения являются все числа числового промежутка [3; 4] .

Подбор корней без обоснования

К ошибочным решениям можно отнести и верный подбор корня заданного уравнения, иногда просто угадывание, без доказательства его единственности .

K Упражнение. Решить уравнение х (х + 1) (х + 2) (х + 3) = 24 .

L Неправильное решение.

Подбором находят корень х = 1 из разложения 24 = 1 · 2 · 3 · 4.

Комментарий . Был подобран корень х = 1 , но не обнаружен еще один корень х = –4 , который соответствует разложению 24 = –4 · (–3) · (–2) · (–1) . Но даже если и второй корень успешно подобран, но не обосновано отсутствие других корней, то считать такое решение уравнения правильным нельзя.

J Правильное решение.

введем новую переменную x 2 + 3х + 1 = t , тогда

1) x 2 + 3х + 1 = –5, x 2 + 3х + 6 = 0, решений нет;

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Наиболее распространенным методом доказательства единственности корня нестандартного уравнения является использование свойства монотонности входящих в уравнение функций . Часто при этом используется производная.

K Упражнение. Решить уравнение x 11 + 5х – 6 = 0 .

L Неправильное решение.

Методом подбора находим корень уравнения х = 1 .

Комментарий . Не приведено обоснование единственности подобранного корня уравнения.

J Правильное решение.

Корень х = 1 легко угадывается, а производная левой части равна 11x 10 + 5 и положительна на всей числовой оси. Отсюда следует монотонность функции у = x 11 + 5х – 6 , что и доказывает единственность подобранного корня.

Ошибки в логарифмических и показательных уравнениях

Для решения логарифмических и показательных уравнений используются специальные приемы, основанные на свойствах логарифмов и степеней. Рассмотрим связанные с применением этих приемов ошибки.

При решении уравнений, которые можно свести к равенству степеней с одинаковыми основаниями или с одинаковыми показателями , не всегда делаются правильные выводы.

K Упражнение 1. Решить уравнение (log7 x) 1 /3 = 1 .

L Неправильное решение.

Так как при одинаковых основаниях показатели не равны, то равенство степеней невозможно, а, значит, корней нет.

Ответ: корней нет.

J Правильное решение.

Возведем в куб обе части уравнения, тогда

K Упражнение 2. Решить уравнение (х + 5) х 2 + х – 2 = 1 .

L Неправильное решение.

Комментарий . Потерян корень х = –4 . Избежать этого можно было и при данном способе решения уравнения, если учесть, что степень равна 1 не только в случае нулевого показателя, но и в случае основания равного 1 при произвольном показателе. И тогда в дополнение к приведенному решению имеем:

J Правильное решение.

Прологарифмируем обе части уравнения по некоторому основанию, например 10, при условии х > 5 , тогда

Необходимо помнить, что:

из равенства степеней, основания которых равны единице, не следует обязательное равенство показателей этих степеней;

степенно–показательное уравнение предпочтительно решать путем логарифмирования.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

При решении логарифмических уравнений часто приходится применять свойства логарифмов с одинаковыми основаниями . При применении этих свойств учащиеся часто допускают ошибки.

L Неправильное решение.

Комментарий . В решении допущены две серьезные ошибки: во-первых, произведение логарифмов двух чисел заменено логарифмом произведения этих чисел; во-вторых, при решении уравнения 3х 2 = 81x потерян корень х = 0 (этот корень, конечно, не является корнем исходного уравнения, что не оправдывает его потерю).

J Правильное решение.

K Упражнение 2. Решить уравнение lg x 2 = 4 .

L Неправильное решение.

J Правильное решение 1.

2lg |x| = 4; lg | x| = 2; |x| = 100; x = ±100.

J Правильное решение 2.

lg x 2 = lg 10000; x 2 = 10000; x = ±100.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Большие затруднения у многих учащихся возникают при выполнении действий над логарифмами с разными основаниями , так как учащиеся либо не умеют пользоваться соответствующими формулами, либо не знают их.

Следует помнить, что переход к логарифму с другим основанием может привести как к приобретению посторонних корней, так и к потере корней .

K Упражнение 1. Решить уравнение (left(log_5 +2 right)<log _>^2 ;x=0.)

L Неправильное решение.

(left(1 +2 log _xright)log _x=0;)

Комментарий . Преобразование логарифма с основание х в логарифм с основанием 5 привело к появлению постороннего корня, так как произошло расширение ОДЗ.

J Правильное решение.

Приведенное выше решение следует дополнить указанием области допустимых значений неизвестного в исходном уравнении. Это объединение числовых промежутков (0; 1)∪(1; +∞) . И указанием того факта, что 1 ∉ (0; 1)∪(1; +∞) , а, значит, не является корнем.

K Упражнение 2. Решить уравнение (20log_sqrt+ 7log_x^3-3log _x^2=0.)

L Неправильное решение.

Комментарий . В приведенном решении потерян корень, и вот почему. Был выполнен переход к логарифму с основанием х . Это вызвало изменения в ОДЗ неизвестного. Одно из таких изменений – это х ≠ 1 . Поэтому число 1 , как возможный корень исходного уравнения, следует рассмотреть отдельно.

J Правильное решение.

Приведенное выше решение нужно дополнить лишь проверкой того, не является ли 1 корнем уравнения. Подставляем 1 в исходное уравнение и убеждаемся, что 1 – корень.

Ошибки в тригонометрических уравнениях

Выделение в отдельный подраздел тригонометрических уравнений связано стем, что при их решении применяются не только алгебраические методы. Рассмотрим наиболее типичные ошибки, которые допускают учащиеся при решении тригонометрических уравнений.

Часто можно встретить неправильную запись решения тригонометрического уравнения или лишь частное решение .

Видео:Посторонние корни иррационального уравненияСкачать

Посторонние корни иррационального уравнения

Типичные ошибки в решении задания С1(потеря корней, появление «посторонних» корней)
материал для подготовки к егэ (гиа) по алгебре (11 класс) по теме

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

В презентации для подготовки к ЕГЭ по математике представлены решения двух заданий (тригонометрических уравнений), где подробно рассмотрены возможности появления посторонних корней и потери корней при различных преобразованиях. Это типичные ошибки в решении учащихся.Презентацию можно использовать для интерактивной доски.

Видео:СУПЕР ЛАЙФХАК — Как решать Иррациональные УравненияСкачать

СУПЕР ЛАЙФХАК — Как решать Иррациональные Уравнения

Скачать:

ВложениеРазмер
tipichnye_oshibki_v_reshenii_zadaniya_s1.pptx230.52 КБ

Предварительный просмотр:

Видео:Отбор корней по окружностиСкачать

Отбор корней по окружности

Подписи к слайдам:

Типичные ошибки в решении задания С1 ЕГЭ по математике (потеря корней, появление «посторонних» корней) Учитель математики МБОУ СОШ № 143 г.Красноярска Князькина Т. В.

Первое задание: а) Решите уравнение: б ) Найдите все корни на промежутке [ ] При решении уравнения попытаемся представить тангенс суммы двух углов по формуле Получилось: И – внимание! – потеря корня!

Смотрите внимательно: после этого преобразования мы получили отдельно стоящий tgx . Но tgx не определен при . А в исходном уравнении x вполне мог быть равен . То есть, выполняя это невинное преобразование, мы сузили ОДЗ . Поэтому, выполняя преобразование нужно следить за тем, что происходит с областью допустимых значений.

Итак, мы идем другим путем. Запишем tgx и ctgx через sin и cos : Используем формулы синуса и косинуса суммы:

Разделим числитель и знаменатель дроби в левой части уравнения на : Приведем левую часть уравнения к общему знаменателю : Перенесем все влево:

Вынесем за скобку общий множитель : Приведем выражение в скобках к общему знаменателю : Знаменатель дроби не равен нулю, то есть и

Произведение двух множителей равно нулю, если хотя бы один из них равен нулю : или 1. — вот он, потерянный корень ! 2. Раскроем скобки, приведем подобные члены :

Итак, мы получили два решения:

б) Найдем корни, принадлежащие промежутку [ ]: ]:

На рисунке красными точками обозначены решения уравнения; синей дугой обозначен промежуток, которому принадлежат корни ; угловая величина сиреневой дуги равна дуги равна Двигаясь из точки , мы встречаем на пути , Это и есть корни уравнения, принадлежащие промежутку [ ]. не принадлежит заданному промежутку.

Мы видим, что корень не принадлежит заданному промежутку . Ответ: а) б) , ,

И второе задание : а) Решите уравнение: б) Найдите корни уравнения, принадлежащие промежутку [ ] Засада в этом уравнении такая: когда мы ищем ОДЗ, то записываем и Будет ошибкой записать ОДЗ : Нельзя забывать, что не определен при , то есть в конечном итоге мы получаем такую ОДЗ:

Собственно, больше никаких сложностей в этом уравнении нет . Умножим обе части на :

Отсюда: или И вот в этом месте важно не пропустить, что корень уравнения – посторонний корень, так как не входит в ОДЗ исходного уравнения ! Но у нас еще есть корни уравнения или

Осталось выбрать корни, принадлежащие промежутку [ ] На рисунке красными точками на зеленой окружности обозначены решения уравнения; красной дугой обозначен промежуток, которому принадлежат корни; угловая величина сиреневой дуги равна

Двигаясь из точки мы встречаем на пути – это и есть корень уравнения, принадлежащий промежутку . Ответ: а) или б)

Видео:Посторонние корни рациональных уравненийСкачать

Посторонние корни рациональных уравнений

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Типичные ошибки при выполнении заданий части С теста ЕГЭ по химии

Каждый сдающий ЕГЭ по химии должен быть готов к тому, что на выполнение экзаменационной рабо­ты, состоящей из трех частей и включающей в себя 45 заданий, отводится 3 астрономических часа, или 180 мину.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

ЕГЭ по ОБЩЕСТВОЗНАНИЮ: Типичный ошибки при выполнении задания 27

Рекомендиции по выполнению задания 27.

Методические приемы решения заданий части С: типичные ошибки учащихся.

В заданиях Части 2 сделан акцент:на проверку владения алгебраическим аппаратом;на проверку освоения базовых идей математического анализа;на проверку умения логически грамотно излагать свои аргументы;н.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Самостоятельная работа на тему «Комплекс уравнений, при решении которых выполняется тождественные преобразования, приводящие к появлению посторонних корней или их потере, с анализом процесса решения»

Вашему вниманию предлагаю самостоятельную работу на тему «Комплекс уравнений, при ре​шении которых выполняется тождественные преобразования, приводящие к появлению посторонних корней или их.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Самостоятельная работа «Комплекс уравнений, при решении которых выполняется тождественные преобразования, приводящие к появлению посторонних корней или их потере, с анализом процесса решения»

Работа в помощь слушателям курсов преподавания алгебры.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Типичные ошибки учащихся при решении пробных заданий ОГЭ (модуль «Алгебра») и методы их предотвращения

При выполнении пробных заданий ОГЭ учащимися допускается ряд типичных ошибок, в связи с чем, была предпринята попытка их систематизировать и предложить методы их предотвращения.

Посторонние корни в тригонометрическом уравнении

Конспект урока по теме «О типичных ошибках при решении логарифмических уравнений и неравенств»

Даннная разработка может быть интересна для учителей, которые хотят обратить внимание учащихся на типичные ошибки при решении логарифмических уравненияхи неравенств.

📸 Видео

Решение тригонометрических уравнений. Подготовка к ЕГЭ | Математика TutorOnlineСкачать

Решение тригонометрических уравнений. Подготовка к ЕГЭ | Математика TutorOnline

Задание №13. Как отбирать корни в тригонометрической окружности? 🤔Скачать

Задание №13. Как отбирать корни в тригонометрической окружности? 🤔

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

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

Три способа отбора корней в задании 13 ЕГЭ профильСкачать

Три способа отбора корней в задании 13 ЕГЭ профиль

Как отбирать корни с помощью числовой окружности? Тригонометрические уравнения Часть 6 из 6Скачать

Как отбирать корни с помощью числовой окружности? Тригонометрические уравнения Часть 6 из 6

10 класс, 23 урок, Методы решения тригонометрических уравненийСкачать

10 класс, 23 урок, Методы решения тригонометрических уравнений

8 класс, 38 урок, Иррациональные уравненияСкачать

8 класс, 38 урок, Иррациональные уравнения

Симметрия корней и оптимизация ответов в тригонометрии: часть 1Скачать

Симметрия корней и оптимизация ответов в тригонометрии: часть 1

Уравнения с ограничениями. Тригонометрические уравнения Часть 5 из 6Скачать

Уравнения с ограничениями. Тригонометрические уравнения Часть 5 из 6

Урок 6 УРАВНЕНИЕ И ЕГО КОРНИ 7 КЛАСССкачать

Урок 6 УРАВНЕНИЕ И ЕГО КОРНИ 7 КЛАСС

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

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

Как разобраться в корнях ? Квадратный корень 8 класс | Математика TutorOnlineСкачать

Как разобраться в корнях ? Квадратный корень 8 класс | Математика TutorOnline

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

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

Решение тригонометрических уравнений. Однородные уравнения. 10 класс.Скачать

Решение тригонометрических уравнений. Однородные уравнения. 10 класс.
Поделиться или сохранить к себе: