ГДЗ по алгебре 10 класс Шабунин дидактические материалы (Алимов) Базовый и углубленный уровень глава 6 / задание для интересующихся математикой - 11
Авторы: Шабунин М.И., Ткачева М.И., Федорова Н.Е.
Тип книги: Дидактические материалы
Год: 2017
Рекомендуем посмотреть
Подробное решение глава 6 / задание для интересующихся математикой № 11 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
Решим тригонометрическое уравнение:
$$
\sin 3x + |\sin x| = \sin 2x
$$
Раскроем модуль $|\sin x|$ по определению, рассмотрев два случая.
**Случай 1:** $\sin x \ge 0$.
Тогда $|\sin x| = \sin x$, и уравнение принимает вид:
$$
\sin 3x + \sin x = \sin 2x
$$
Применим формулу суммы синусов $\sin \alpha + \sin \beta = 2 \sin \frac{\alpha+\beta}{2} \cos \frac{\alpha-\beta}{2}$:
$$
2 \sin 2x \cos x = \sin 2x
$$
$$
2 \sin 2x \cos x - \sin 2x = 0
$$
$$
\sin 2x (2 \cos x - 1) = 0
$$
Произведение равно нулю, если хотя бы один из множителей равен нулю:
1. $\sin 2x = 0$
Распишем по формуле синуса двойного угла:
$$
2 \sin x \cos x = 0
$$
* Если $\sin x = 0$, то $x = \pi k, k \in \mathbb{Z}$. При этих значениях условие $\sin x \ge 0$ выполняется.
* Если $\cos x = 0$, то $x = \frac{\pi}{2} + \pi k, k \in \mathbb{Z}$. Условию $\sin x \ge 0$ удовлетворяют только те точки, где синус положителен: $x = \frac{\pi}{2} + 2\pi k, k \in \mathbb{Z}$.
2. $2 \cos x - 1 = 0 \iff \cos x = \frac{1}{2}$
$$
x = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
С учетом условия $\sin x \ge 0$ выбираем значения из I четверти:
$$
x = \frac{\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
---
**Случай 2:** $\sin x < 0$.
Тогда $|\sin x| = -\sin x$, и уравнение принимает вид:
$$
\sin 3x - \sin x = \sin 2x
$$
Применим формулу разности синусов $\sin \alpha - \sin \beta = 2 \sin \frac{\alpha-\beta}{2} \cos \frac{\alpha+\beta}{2}$:
$$
2 \sin x \cos 2x = \sin 2x
$$
Используем формулу синуса двойного угла в правой части:
$$
2 \sin x \cos 2x = 2 \sin x \cos x
$$
$$
2 \sin x (\cos 2x - \cos x) = 0
$$
Так как в данном случае $\sin x < 0$ (следовательно, $\sin x \neq 0$), разделим обе части уравнения на $2 \sin x$:
$$
\cos 2x - \cos x = 0
$$
Выразим $\cos 2x$ через косинус одинарного угла ($\cos 2x = 2 \cos^2 x - 1$):
$$
2 \cos^2 x - \cos x - 1 = 0
$$
Решим полученное квадратное уравнение относительно $\cos x$:
Дискриминант $D = (-1)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-1) = 1 + 8 = 9$.
$$
\cos x = \frac{1 \pm 3}{4} \implies \cos x = 1 \quad \text{или} \quad \cos x = -\frac{1}{2}
$$
* Если $\cos x = 1$, то $x = 2\pi m, m \in \mathbb{Z}$. Но при этом $\sin x = 0$, что противоречит условию $\sin x < 0$.
* Если $\cos x = -\frac{1}{2}$, то $x = \pm \frac{2\pi}{3} + 2\pi m, m \in \mathbb{Z}$.
С учетом условия $\sin x < 0$ выбираем значения из III четверти:
$$
x = -\frac{2\pi}{3} + 2\pi m, \quad m \in \mathbb{Z}
$$
---
**Объединение найденных решений:**
Из рассмотренных случаев получаем серии:
1) $x = \pi n, n \in \mathbb{Z}$;
2) $x = \frac{\pi}{2} + 2\pi n, n \in \mathbb{Z}$;
3) Серии $x = \frac{\pi}{3} + 2\pi k$ и $x = -\frac{2\pi}{3} + 2\pi m = \frac{\pi}{3} + \pi (2m - 1)$ отличаются на $\pi$ и объединяются в одну серию:
$$
x = \frac{\pi}{3} + \pi n, \quad n \in \mathbb{Z}
$$
Ответ: $\pi n, \; \frac{\pi}{2} + 2\pi n, \; \frac{\pi}{3} + \pi n, \; n \in \mathbb{Z}$.
Оцени решение:
Спасибо за оценку!