Решение простейших тригонометрических уравнений. Алгебра и начала анализа, 10 класс.
Под простейшими тригонометрическими уравнениями понимают уравнения вида: ,где x – выражение с переменной, a.
Рассмотрим решение уравнения sinx=a с помощью графического способа решения. Для этого нам надо найти абсциссы точек пересечения синусоиды y=sinx и прямой y=a. Сразу же изобразим синусоиду. Очевидно, что в этом случае точек пересечения нет и поэтому уравнение корней не имеет!
II случай: a[–1;1] Очевидно, что в этом случае точек пересечения бесконечно много, причем их абсциссы определяются следующим образом: 1) Рассмотрим точку, абсцисса которой попадает на отрезок . 2) Абсцисса этой точки – есть число(угол в радианной мере), синус которого равен a, т.е. значение этого числа равно arcsina. 3) Абсцисса второй точки, попадающей на отрезок [–; ], равна (–arcsina). Для объяснения этого достаточно вспомнить, что sinx=sin(–x). 4) Все остальные абсциссы точек пересечения получаются из этих двух добавлением к ним чисел вида 2n, где n (ведь мы помним свойство периодичности функции y=sinx). Задание: назовите, какие абсциссы «улетевших» за край чертежа двух точек?
Таким образом, все корни в этом случае можно записать в виде совокупности: Или, принято эти две записи объединять в одну (подумайте, как это обосновать):
III случай: a= –1; 0 или 1. Эти три значения – особые! Для них общая формула корней, выведенная нами в предыдущем случае не годится. Проследите самостоятельно за выводом в каждом отдельном случае. Запомните эти три особых случая!
Решение уравнения cosx=a рассмотрим тем же графическим способом. Для этого нам надо найти абсциссы точек пересечения косинусоиды y=cosx и прямой y=a. Сразу же изобразим косинусоиду. Очевидно, что в этом случае точек пересечения нет и поэтому уравнение корней не имеет!
Очевидно, что в этом случае точек пересечения бесконечно много, причем их абсциссы определяются следующим образом: 1) Рассмотрим точку, абсцисса которой попадает на отрезок . 2) Абсцисса этой точки – есть число(угол в радианной мере), косинус которого равен a, т.е. значение этого числа равно arccosa. 3) Абсцисса второй точки, попадающей на отрезок [–; 0], равна –arccosa. Для объяснения этого достаточно вспомнить, что cosx=cos(–x). 4) Все остальные абсциссы точек пересечения получаются из этих двух добавлением к ним чисел вида 2n, где n .
Таким образом, все корни в этом случае можно записать в виде совокупности: Или, принято эти две записи объединять в одну:
Эти три значения – особые! Для них общая формула корней, выведенная нами в предыдущем случае не годится. Проследите самостоятельно за выводом в каждом отдельном случае. Запомните эти три особых случая!
Решение уравнения tgx=a исследуйте самостоятельно:
Решение уравнения сtgx=a исследуйте самостоятельно:
Решение любых тригонометрических уравнений сводится к решению рассмотренных выше простейших тригонометрических уравнений. Для этого применяются тождественные преобразования, изученные Вами ранее: различные тригонометрические формулы, различные способы решения алгебраических уравнений, формулы сокращенного умножения и т.д.. Итак, запомним: