ГДЗ по алгебре 10 класс Шабунин дидактические материалы (Алимов) Базовый и углубленный уровень глава 6 / КР-6 / вариант 2 - 3
Авторы: Шабунин М.И., Ткачева М.И., Федорова Н.Е.
Тип книги: Дидактические материалы
Год: 2017
Рекомендуем посмотреть
Подробное решение глава 6 / КР-6 / вариант 2 № 3 по алгебре дидактические материалы (Алимов) для учащихся 10 класса Базовый и углубленный уровень, авторов Шабунин, Ткачева, Федорова 2017
Ответ подготовлен нейросетью и может содержать ошибки
Объяснение и пошаговое решение
1) Решим уравнение:
$$
\sin^2 x - \sin x = 0
$$
Вынесем общий множитель $\sin x$ за скобки:
$$
\sin x (\sin x - 1) = 0
$$
Произведение равно нулю, когда хотя бы один из множителей равен нулю:
1. $\sin x = 0 \implies x = \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}$;
2. $\sin x - 1 = 0 \implies \sin x = 1 \implies x = \frac{\pi}{2} + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z}$.
**Ответ:** $x = \pi k, \; k \in \mathbb{Z}; \quad x = \frac{\pi}{2} + 2\pi n, \; n \in \mathbb{Z}$.
---
2) Решим уравнение:
$$
10 \cos^2 x + 3 \cos x = 1
$$
Перенесём слагаемое $1$ в левую часть:
$$
10 \cos^2 x + 3 \cos x - 1 = 0
$$
Пусть $t = \cos x$, причём $|t| \le 1$. Получаем квадратное уравнение:
$$
10t^2 + 3t - 1 = 0
$$
Найдём дискриминант:
$$
D = 3^2 - 4 \cdot 10 \cdot (-1) = 9 + 40 = 49 = 7^2
$$
Корни уравнения:
$$
t_1 = \frac{-3 + 7}{20} = \frac{4}{20} = \frac{1}{5}
$$
$$
t_2 = \frac{-3 - 7}{20} = \frac{-10}{20} = -\frac{1}{2}
$$
Оба значения удовлетворяют условию $|t| \le 1$. Вернёмся к переменной $x$:
1. $\cos x = \frac{1}{5} \implies x = \pm \arccos \frac{1}{5} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}$;
2. $\cos x = -\frac{1}{2} \implies x = \pm \left(\pi - \frac{\pi}{3}\right) + 2\pi n = \pm \frac{2\pi}{3} + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z}$.
**Ответ:** $x = \pm \arccos \frac{1}{5} + 2\pi k, \; k \in \mathbb{Z}; \quad x = \pm \frac{2\pi}{3} + 2\pi n, \; n \in \mathbb{Z}$.
---
3) Решим уравнение:
$$
5 \sin x + \cos x = 5
$$
Применим формулы двойного аргумента для половинного угла:
$\sin x = 2 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2}$, $\cos x = \cos^2 \frac{x}{2} - \sin^2 \frac{x}{2}$, а правую часть представим через основное тригонометрическое тождество $5 = 5\left(\cos^2 \frac{x}{2} + \sin^2 \frac{x}{2}\right)$:
$$
10 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} + \cos^2 \frac{x}{2} - \sin^2 \frac{x}{2} = 5 \cos^2 \frac{x}{2} + 5 \sin^2 \frac{x}{2}
$$
Перенесём все слагаемые в левую часть и приведём подобные:
$$
-6 \sin^2 \frac{x}{2} + 10 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} - 4 \cos^2 \frac{x}{2} = 0
$$
Разделим обе части уравнения на $-2$:
$$
3 \sin^2 \frac{x}{2} - 5 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} + 2 \cos^2 \frac{x}{2} = 0
$$
Если $\cos \frac{x}{2} = 0$, то из уравнения следует $3 \sin^2 \frac{x}{2} = 0$, что невозможно, так как $\sin \frac{x}{2}$ и $\cos \frac{x}{2}$ не могут одновременно равняться нулю. Значит, разделим обе части на $\cos^2 \frac{x}{2} \neq 0$:
$$
3 \operatorname{tg}^2 \frac{x}{2} - 5 \operatorname{tg} \frac{x}{2} + 2 = 0
$$
Сделаем замену переменной $u = \operatorname{tg} \frac{x}{2}$:
$$
3u^2 - 5u + 2 = 0
$$
Дискриминант:
$$
D = (-5)^2 - 4 \cdot 3 \cdot 2 = 25 - 24 = 1
$$
$$
u_1 = \frac{5 + 1}{6} = 1, \quad u_2 = \frac{5 - 1}{6} = \frac{2}{3}
$$
Перейдём к обратной замене:
1. $\operatorname{tg} \frac{x}{2} = 1 \implies \frac{x}{2} = \frac{\pi}{4} + \pi k \implies x = \frac{\pi}{2} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}$;
2. $\operatorname{tg} \frac{x}{2} = \frac{2}{3} \implies \frac{x}{2} = \operatorname{arctg} \frac{2}{3} + \pi n \implies x = 2\operatorname{arctg} \frac{2}{3} + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z}$.
**Ответ:** $x = \frac{\pi}{2} + 2\pi k, \; k \in \mathbb{Z}; \quad x = 2\operatorname{arctg} \frac{2}{3} + 2\pi n, \; n \in \mathbb{Z}$.
---
4) Решим уравнение:
$$
\sin^4 x + \cos^4 x = \sin^2 2x - \frac{1}{2}
$$
Преобразуем выражение в левой части уравнения:
$$
\sin^4 x + \cos^4 x = (\sin^2 x + \cos^2 x)^2 - 2 \sin^2 x \cos^2 x
$$
Используя тождества $\sin^2 x + \cos^2 x = 1$ и $2 \sin x \cos x = \sin 2x$, получаем:
$$
\sin^4 x + \cos^4 x = 1^2 - 2 \left(\frac{1}{2} \sin 2x\right)^2 = 1 - 2 \cdot \frac{1}{4} \sin^2 2x = 1 - \frac{1}{2} \sin^2 2x
$$
Подставим полученное выражение в исходное уравнение:
$$
1 - \frac{1}{2} \sin^2 2x = \sin^2 2x - \frac{1}{2}
$$
Сгруппируем слагаемые:
$$
\sin^2 2x + \frac{1}{2} \sin^2 2x = 1 + \frac{1}{2}
$$
$$
\frac{3}{2} \sin^2 2x = \frac{3}{2}
$$
$$
\sin^2 2x = 1
$$
Так как $\sin^2 2x + \cos^2 2x = 1$, равенство $\sin^2 2x = 1$ равносильно:
$$
\cos^2 2x = 0 \iff \cos 2x = 0
$$
Отсюда:
$$
2x = \frac{\pi}{2} + \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
$$
x = \frac{\pi}{4} + \frac{\pi k}{2}, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
**Ответ:** $x = \frac{\pi}{4} + \frac{\pi k}{2}, \quad k \in \mathbb{Z}$.
Оцени решение:
Спасибо за оценку!