• sin(x) + cos(x) = a/sin(x)
    Решить при a = 0 и при всех значениях параметра a.

Ответы 4

  • если непонятно, как получен ответ, я поясню. При отдельных а полученные серии решений - это частные случаи серий, зависящих от параметра, в связи с чем эти точки стоит прикреплять к концам соответствующих интервалов.
  • Есть же такая формула: 1 + ctg^2(x) = 1/sin^2(x)
    • Автор:

      coachoobj
    • 4 года назад
    • 0
  • да, есть
  • Рассмотрим случай, когда a = 0получаем уравнениеsin x + cosx = 0 - однородное тригонометрическое уравнение. Такие уравнения традиционно решаются путём деления обеих частей на sin x либо на cos x. Поделим на косинус. \frac{sinx}{cosx} + 1 = 0 \\ tgx + 1 = 0 \\ tg x = -1 \\ x = - \frac{ \pi }{4}  +  \pi nP.S.: здесь надо остановиться и отметить, почему можно разделить на синус, либо косинус. Как мы знаем, имеем право делить лишь на выражения, которые нигде в своей области определения не обращаются в 0. Почему косинус нигде не обратится в 0? Предположим обратное. Пусть cos x = 0. Но тогда из самого уравнения находим, что и sin x = 0. Может ли такое быть? Нет, не может. В силу основного тригонометрического тождества  sin^{2}x  = 1 -  cos^{2} x = 1 - 0 = 1 - противоречие. Поэтому косинус ВСЮДУ отличен от 0 и можно на него разделить, что мы и сделали. Пусть теперь a eq 0. Тогда у нас имеется уравнение вида:sin x + cos x =  \frac{a}{sinx} Помножим обе части на sin x с условием, разумеется, что sin x eq 0Имеем систему: \left \{ {{ sin^{2}x+sinxcosx = a } \atop {sin x eq 0}} ight. Разбираемся с первым уравнением. Оно тоже однородное(сводится к нему), только уже второй степени. sin^{2} x + sinxcosx = a( sin^{2}x +  cos^{2}x) \\  sin^{2} x - a sin^{2} x + sinxcosx - a cos^{2} x = 0 \\ (1-a) sin^{2} x + sinxcosx - a cos^{2} x = 0 Здесь уже хорошо видно, что если a = 1,то уравнение  имеет вид:sin xcosx -  cos^{2} x = 0 \\ cosx(sinx - cos x) = 0 Отсюда cos x = 0                   или              sinx - cos x = 0             x =  \frac{ \pi }{2} +  \pi n                  ctg x = 1 \\ x =  \frac{ \pi }{4} +  \pi k    Последнее уравнение тоже однородное, мы поделили на sin x eq 0. Решения первого уравнения также удовлетворяют неравенству, поскольку если cos x = 0, то sin x = 1.Пусть a eq 1 Тогда  делим обе части на  sin^{2} x  eq  01-a +  \frac{cosx}{sinx} - a \frac{ cos^{2}x }{ sin^{2} x} = 0 \\ a ctg^{2} x - ctgx + a - 1 = 0Пусть ctg x = ta t^{2} - t + a - 1 = 0.Это уравнение является квадратным, поскольку a eq 0 Его дискриминантD = 1 - 4a(a-1) = 1 - 4 a^{2} + 4a = -(4 a^{2}  - 4a - 1)Далее рассмотрим такие случаи:1)D \ \textless \  0, тогда квадратное уравнение относительно котангенса не имеет корней.  исходное уравнение не имеет корней. Это произойдёт при:    -(4 a^{2} -4a-1) \ \textless \  0 \\ 4 a^{2}  - 4a - 1 \ \textgreater \  0Ищем корни квадратного трёхчлена:      D = 16 + 16 = 32 \\  x_{1,2} =  \frac{4+- \sqrt{32} }{8} =  \frac{1+- \sqrt{2} }{2} Решая неравенство, получаем, что при   a(-, \frac{1- \sqrt{2} }{2} )( \frac{1+ \sqrt{2} }{2} ,+∞) исходное уравнение не имеет решений.2)Если же D \ \textgreater \  0, то есть 4 a^{2} -4a-1 \ \textless \  0, что происходит при a( \frac{1- \sqrt{2} }{2} ,  0)(0,1)(1,  \frac{1+ \sqrt{2} }{2}) ,то квадратное уравнение имеет два различных корня: t_{1,2} = \frac{1+- \sqrt{1 - 4 a^{2} + 4a } }{2a} Возвращаемся обратно к x:ctg x = \frac{1+ \sqrt{1 - 4 a^{2} + 4a } }{2a}         x = arcctg(\frac{1+ \sqrt{1 - 4 a^{2} + 4a } }{2a}) +  \pi n                                                           или     ctg x = \frac{1- \sqrt{1 - 4 a^{2} + 4a } }{2a} \\ x = arcctg(\frac{1- \sqrt{1 - 4 a^{2} + 4a } }{2a}) +  \pi k     Вписываются ли эти серии  в условие sin x eq  0?Пусть sin x = 0. Тогда из уравнения моментально получаем, что                                            acosx = 0         , откуда либо a = 0(мы уже рассмотрели его), либо cos x = 0(что невозможно). То есть, все наши серии являются решениями уравнения при всех указанных а.3)Осталось рассмотреть две граничные точки(при которых D = 0).        а)Если a =  \frac{1+ \sqrt{2} }{2} , то            t =  \frac{1}{2a} =  \frac{1}{1+ \sqrt{2} }  \\ ctg x =  \frac{1}{1+ \sqrt{2} }  \\ x = arcctg( \frac{1}{1+ \sqrt{2} } ) +  \pi n - здесь тоже синус явно отличен от 0.        б)Если a =  \frac{1 -  \sqrt{2} }{2} , то             t =  \frac{1}{2a} =  \frac{1}{1- \sqrt{2} } \\ ctg x =  \frac{1}{1- \sqrt{2} }  \\ x = arcctg( \frac{1}{1- \sqrt{2} } ) +  \pi nТаким образом, можем записать ответ к задаче в таком виде:Ответ: при a \ \textless \   \frac{1- \sqrt{2} }{2} - уравнение не имеет решений; при  \frac{1- \sqrt{2} }{2}  \leq  a \ \textless \  0 уравнение имеет две серии решений  x_{1,2} =  arcctg(\frac{1+- \sqrt{1-4 a^{2} +4a} }{2a} ) +  \pi n; при a = 0 уравнение имеет единственную серию решенийx = - \frac{ \pi }{4} +  \pi n; при 0 \ \textless \  a  \leq  \frac{1+ \sqrt{2} }{2} аналогично  
x_{1,2} = arcctg( \frac{1+- \sqrt{1-4 a^{2} +4a} }{2a} ); при a \ \textgreater \   \frac{1+ \sqrt{2} }{2}   решений нет.
    • Автор:

      caden
    • 4 года назад
    • 0
  • Добавить свой ответ

Войти через Google

или

Забыли пароль?

У меня нет аккаунта, я хочу Зарегистрироваться

How much to ban the user?
1 hour 1 day 100 years