Вопрос:

Ты просишь меня найти корни уравнений $3 \tan{x} - \cot{x} = 2$ на отрезке $[0; \frac{\pi}{2}]$ и $\tan{x} - 2 \cot{x} = -1$

Фотография

Ответ ассистента

Привет! Давай решим эти уравнения. **Первое уравнение:** $3 \tan{x} - \cot{x} = 2$ на отрезке $[0; \frac{\pi}{2}]$. 1. Выразим $\cot{x}$ через $\tan{x}$: $\cot{x} = \frac{1}{\tan{x}}$. 2. Подставим в уравнение: $3 \tan{x} - \frac{1}{\tan{x}} = 2$. 3. Умножим обе части на $\tan{x}$ (считаем, что $\tan{x} \neq 0$): $3 \tan^2{x} - 1 = 2 \tan{x}$. 4. Перенесем все в одну сторону: $3 \tan^2{x} - 2 \tan{x} - 1 = 0$. 5. Решим квадратное уравнение относительно $\tan{x}$. Пусть $t = \tan{x}$, тогда $3t^2 - 2t - 1 = 0$. 6. Найдем дискриминант: $D = (-2)^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-1) = 4 + 12 = 16$. 7. Найдем корни: $t_1 = \frac{2 + \sqrt{16}}{2 \cdot 3} = \frac{2 + 4}{6} = 1$ и $t_2 = \frac{2 - \sqrt{16}}{2 \cdot 3} = \frac{2 - 4}{6} = -\frac{1}{3}$. 8. Вернемся к $\tan{x}$: $\tan{x} = 1$ или $\tan{x} = -\frac{1}{3}$. 9. Найдем решения для $x$: * $\tan{x} = 1 \Rightarrow x = \frac{\pi}{4} + \pi k$, где $k$ - целое число. * $\tan{x} = -\frac{1}{3} \Rightarrow x = \arctan(-\frac{1}{3}) + \pi k$, где $k$ - целое число. 10. Проверим, какие корни попадают в отрезок $[0; \frac{\pi}{2}]$: * Для $x = \frac{\pi}{4} + \pi k$: * При $k = 0$, $x = \frac{\pi}{4}$, что принадлежит отрезку $[0; \frac{\pi}{2}]$. * При $k = 1$, $x = \frac{\pi}{4} + \pi = \frac{5\pi}{4}$, что не принадлежит отрезку $[0; \frac{\pi}{2}]$. * Для $x = \arctan(-\frac{1}{3}) + \pi k$: * Т.к. $\arctan(-\frac{1}{3})$ - отрицательное число, то при $k = 0$ корень не попадает в отрезок. * При $k = 1$, $x = \arctan(-\frac{1}{3}) + \pi $, что не принадлежит отрезку $[0; \frac{\pi}{2}]$. **Ответ:** $x = \frac{\pi}{4}$ **Второе уравнение:** $\tan{x} - 2 \cot{x} = -1$. 1. Выразим $\cot{x}$ через $\tan{x}$: $\cot{x} = \frac{1}{\tan{x}}$. 2. Подставим в уравнение: $\tan{x} - \frac{2}{\tan{x}} = -1$. 3. Умножим обе части на $\tan{x}$ (считаем, что $\tan{x} \neq 0$): $\tan^2{x} - 2 = -\tan{x}$. 4. Перенесем все в одну сторону: $\tan^2{x} + \tan{x} - 2 = 0$. 5. Решим квадратное уравнение относительно $\tan{x}$. Пусть $t = \tan{x}$, тогда $t^2 + t - 2 = 0$. 6. Найдем дискриминант: $D = 1^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2) = 1 + 8 = 9$. 7. Найдем корни: $t_1 = \frac{-1 + \sqrt{9}}{2 \cdot 1} = \frac{-1 + 3}{2} = 1$ и $t_2 = \frac{-1 - \sqrt{9}}{2 \cdot 1} = \frac{-1 - 3}{2} = -2$. 8. Вернемся к $\tan{x}$: $\tan{x} = 1$ или $\tan{x} = -2$. 9. Найдем решения для $x$: * $\tan{x} = 1 \Rightarrow x = \frac{\pi}{4} + \pi k$, где $k$ - целое число. * $\tan{x} = -2 \Rightarrow x = \arctan(-2) + \pi k$, где $k$ - целое число. **Ответ:** $x = \frac{\pi}{4} + \pi k$, $x = \arctan(-2) + \pi k$, где $k$ - целое число.

Другие решения

Что ещё задавали пользователи